JP3418842B2 - 放射電熱器及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、調理器用の放射電熱器に関する
もので、特に、しかし排他的ではないが、ガラスセラミ
ックスムーストップ調理器と共に使用するための放射電
熱器に関する。本発明は、また、このような放射電熱器
の製造方法の関するものである。

【０００２】放射電熱器は、金属支持皿内に圧縮された
微孔性の熱及び電気絶縁物質の層に、コイル状にした裸
の電気抵抗線のエレメントが支持され、ステープルによ
って固定されていることが知られている。このような電
熱器は、たとえばＧＢ−Ａ−１ ５８０ ９０９に記載
され、そしてガラスセラミックスムーストップ調理器に
組み入れられる。

【０００３】用語「微孔性」とは、ここでは、セルまた
は空隙の最大サイズがＮＴＰおける空気分子の平均自由
通路よりも小である（すなわち、１００ｎｍ程度又はそ
れよりも小さい）多孔性又はセルラー物質を表示するも
のとして使用される。かかる意味で微孔性である物質
は、空気伝導（すなわち、空気分子間の衝突）による熱
移動が非常に低いことを示す。このような微孔性物質は
エーロゲル（液相を気相によって置換し、これにより、
ゲルが液から直接に乾燥される際に生ずる縮みを回避し
たゲルである）を含む。実質的に同一の構造は、制御下
における液からの沈殿によっても得られる（沈殿の間、
開放格子沈殿物を得るため温度及びｐＨが制御され
る）。他の同等の開放格子構造体は、粒子の実質的部分
が最大粒径１００ｎｍより小を有するものであるピロゲ
ニック（ヒュームド）タイプ又はエレクトロサーマルタ
イプのものを含む。これらの物質（例えばシリカ、アル
ミナ、他の金属酸化物又は炭素を基材とする）は、いず
れも、上述の如き微孔性の組成物の調製に使用される。

【０００４】微孔性絶縁物質は、典型的には、セラミッ
クファイバ強化材、二酸化チタニウム乳白剤、及び高温
で使用できるように収縮に耐えるための少量のアルミナ
粉末を混合した、ドライ粒子状の上記の定義による微孔
性物質から成る。このような絶縁物質は、ＧＢ−Ａ−１
５８０ ９０９に記載されている。

【０００５】放射電熱器は、また、コイル状にした抵抗
線のエレメントのかわりに、金属又は合金の細長い導電
性のストリップによって構成されるエレメントが設けら
れ、該エレメントは縁が絶縁ベース上に支持されている
ものも提案されている。この種の配置は、たとえばＵＳ
−Ａ−６００ ０５７，ＵＳ−Ａ−３ ６１２ ８２
９，ＵＳ−Ａ−３ ９９１ ２９８，ＵＳ−Ａ−４ １
６１ ６４８，及びＵＳ−Ａ−４ ２９２ ５０４に記
載されている。ＵＳ−Ａ−６００ ０５７においては、
導電体が金属サポートの上、あるいは金属サポートに形
成された溝内に、ガラス状エナメルのような絶縁物質の
コーティングを施すことによって据え付けられている。
ＵＳ−Ａ−３ ６１２ ８２９においては、らせん形を
形成する回旋状の導電ストリップエレメントが、鋳造物
又はモールドした繊維状のセラミック耐火性物質の表面
にあらかじめ形成された凹所に設置されている。また、
ストリップエレメントを支持ベースにしっかりと固定す
るためにステープルが使用されている。ＵＳ−Ａ−３
９９１ ２９８においては、導電性のストリップエレメ
ントが、らせん形の形状をし、かつ、耐火モルタルの堅
いベースにあらかじめ形成されたらせん溝の中にゆるく
はめ込まれている。

【０００６】ＵＳ−Ａ−４ １６１ ６４８において
は、らせん形の回旋状ストリップエレメントに下向きに
延びるタブが一体に設けられ、これらのタブは耐高温の
板状物質である電気絶縁シートを貫通する。板状物質が
薄いシートの場合には、一体タブは物質の後側で曲げら
れる。上にエレメントを備えている板様絶縁シートは、
それから、支持皿内の微孔性熱絶縁物質の層の上面に設
置される。板状物質が厚いシートの場合には、硬化させ
ることのできる物質が使用され、この物質はタブが物質
内に押し込まれた後に硬化される。

【０００７】ＵＳ−Ａ−４ ２９２ ５０４において
は、エキスパンデットメタルを薄い箔状のストリップ形
状とした加熱エレメントが、実質的にその全体長さにわ
たってかつその縁で、セラミックファイバボードの上面
に形成された曲がりくねった溝内に支持されている。こ
の加熱エレメントは、ボードに形成された溝内に接着又
は摩擦によって保持される。

【０００８】このような公知の構造においては、加熱エ
レメントをベース内に固定する時、加熱エレメントの挿
入とその後のステープル止め、タブの曲げ又は接着剤に
よる固定、あるいはベースの挿入と硬化のような２段階
の取り付け工程が必要となる。

【０００９】本発明の目的は、細長い導電性ストリップ
の加熱エレメントが、一体タブ又はステープルあるいは
他のどんな追加の固定手段あるいは工程を必要とするこ
となしに、細長い導電性ストリップの加熱エレメントが
熱及び電気絶縁物質のベース上に直接固定される放射電
熱器及びその製造方法を提供することにある。

【００１０】本発明の一態様によれば、少なくともひと
つの溝が形成された表面を有する微孔性の熱及び電気絶
縁物質のベースを包含し、前記溝の中には加熱エレメン
トとして機能する細長い導電性のストリップがその縁に
沿って配置され、前記溝はこの溝の長さに沿って互いに
間隔を置いている複数の微孔性絶縁物質の横ウエブを包
含し、前記導電性ストリップが前記ウエブ内に埋め込ま
れて前記ウエブに固定されていることを特徴とするする
放射電熱器が提供される。

【００１１】本発明の他の態様によれば、少なくともひ
とつの溝が形成された表面を有し、前記溝がこの溝の長
さに沿って互いに間隔を置いている複数の微孔性絶縁物
質の横ウエブを包含している微孔性の熱及び電気絶縁物
質のベースを作る段階と、加熱エレメントとして機能す
る細長い導電性のストリップを作る段階と、前記導電性
ストリップをその縁に沿って前記ウエブ内に配置して前
記ウエブ内に押し込み、前記ウエブに固定する段階とを
包含することを特徴とする放射電熱器の製造方法が提供
される。

【００１２】本発明の手段によれば、導電性ストリップ
は、溝によって正確に配置されると共に、ウエブ内に埋
め込まれることによって確実に固定される。

【００１３】驚くべきことに、微孔性絶縁物質の性質の
ゆえに、ストリップはその後のヒータ作動の間も確実に
固定されたままである。

【００１４】ウエブは、溝が設けられたベースの表面と
実質的に同一の平面上でもよいし、あるいはその表面よ
り下でもよい。

【００１５】配置された導電性ストリップは、その全高
さがウエブ内に埋め込まれないように、微孔性絶縁物質
のベースのウエブから突出してもよい。

【００１６】好適には、導電性ストリップはその全体長
さにわたって波形（また、波状の、曲がりくねった、あ
るいは回旋状として知られている）の形状とされる。

【００１７】好適には、微孔性絶縁物質のベースは、金
属が適当である支持皿内に圧縮層として設けられる。

【００１８】好適には、微孔性絶縁物質のベースは、溝
が設けられた実質的に平坦な形状の表面を有する。

【００１９】ストリップは、金属、又は鉄−クロム−ア
ルミニウム合金のような合金から成ることができる。

【００２０】適当な微孔性の熱及び電気絶縁物質はこの
技術分野でよく知られており、たとえばＧＢ−Ａ−１
５８０ ９０９に記載されているように、典型的な組成
は、微孔性ピロゲニックシリカが４９ないし９７重量パ
ーセント、セラミックファイバ強化材が０．５ないし２
０重量パーセント、乳白剤が２ないし５０重量パーセン
ト、及びアルミナが１２重量パーセントである。

【００２１】アルミナの割合は、０．５から１２重量パ
ーセントの範囲が好適である。

【００２２】以下、本発明の実施例を添付図面を参照し
て説明する。

【００２３】図１〜図６において、放射電熱器は、実質
的に平坦な表面を有すると共にＧＢ−Ａ−１ ５８０
９０９に記載されたような組成を有する圧縮した微孔性
の熱及び電気絶縁物質のベース２の層を収容する金属製
の支持皿１を包含して構成されている。

【００２４】加熱エレメント４は、厚さがたとえば０．
０５から０．２ｍｍで、かつ高さｈがたとえば３から６
ｍｍの金属又は鉄−クロム−アルミニウム合金のような
合金から成る細長いストリップ５から形成される。けれ
ども、もし望むならば、細長いストリップ５の縁は、圧
縮した微孔性の熱及び電気絶縁物質のベース２の層に埋
め込むためのタブが設けられてもよい。このストリップ
５は、それ自体が波形の形状（時には波状の、曲がりく
ねった、あるいは回旋状の形状としても知られている）
をし、かつ、図１に示したように、この技術分野でよく
知られている技術を用いて、加熱エレメントにとって望
ましい形状に曲げられている。なお、上記に例示したス
トリップの厚さの寸法は、波形の形状に成形する前のス
トリップの寸法であることに注意するべきである。

【００２５】微孔性絶縁物質のベース２の表面には、加
熱エレメント４の形状と一致するパターンで溝９が設け
られている。この溝９は、少なくとも波形形状にした導
電性ストリップ５の全幅（すなわち、波形の頂端間の寸
法）と同じになるように配列されている。ベース２と同
様な微孔性絶縁物質の複数の横ウエブ１０は、溝９に沿
って互いに間隔を置いた位置に溝９の底から延びて設け
られている。図２に示すように、これらのウエブ１０は
ベース２の表面と同一平面上にあるが、しかし、選択的
に、これらのウエブは、図３にウエブ１０′として図示
したように、ベース２の下に設けてもよい。溝９及びウ
エブ１０は、ベース２を形成するために微孔性絶縁物質
を支持皿１内に圧縮する間に適当な成形工具を用いて形
成されるのが好ましく、あるいは圧縮した後のベース物
質の表面に機械で形成してもよい。

【００２６】加熱エレメント４は、それから、ベース２
の上に配置され、加熱エレメントのストリップ５が、図
６により詳細に図示したように、その縁に沿って溝９に
押し込まられる。同時に、ストリップ５は、少なくとも
ストリップ５の全高さｈの一部と一致する深さまでウエ
ブ１０に押し込まられて埋め込まれ、これらのウエブに
しっかりと固定されるようになる。

【００２７】しっかりと固定されたストリップ５は、ベ
ース２から、たとえば少なくともストリップ５の高さｈ
の５０％まで突出するのが好ましい。

【００２８】また、支持皿１の側部には、アルミノケイ
酸塩ファイバから作られたセラミックファイバ物質、又
は他の微孔性絶縁物質のような熱絶縁物質の周囲壁３が
設けれている。

【００２９】更に、端子コネクタ６は、加熱エレメント
４を電源に接続して加熱エレメント４を作動させるため
に設けられている。

【００３０】更に、よく知られた形状のサーマルカット
−アウト装置７が設けられて、加熱エレメント４の全面
上に延びており、これにより、調理器具の作動中にガラ
スセラミック調理面が過熱したときには加熱エレメント
のスイッチをオフにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射電熱器に使用するための導電
性ストリップから成る加熱エレメントの斜視図である。

【図２】図１の加熱エレメントを受けるための、本発明
による放射電熱器のベースの平面図である。

【図３】図２に示した放射電熱器ベースの変形例を示す
部分斜視図である。

【図４】図１及び図２の構成要素を包含する本発明によ
る放射電熱器の平面図である。

【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図６】本発明による放射電熱器の要部拡大斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 支持皿 ２ ベース ３ 周囲壁 ４ 加熱エレメント ５ ストリップ ６ 端子コネクタ ７ サーマルカット−アウト装置 ９ 溝 １０，１０′ ウエブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 3/74 Ｈ０５Ｂ 3/74 (72)発明者 ジョセフ・アンソニー・マックウィリア ムス 英国ウースターシャイア，ダブリューア ール９・７ディーゼー，ドロイトウィッ チ，ハドザー（番地なし），ハドザーホ ール (56)参考文献 特開 昭63−116387（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−16032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35487（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−38392（ＪＰ，Ａ) 米国特許600057（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24C 7/04 - 7/06 H05B 3/06 H05B 3/12 H05B 3/20 H05B 3/24 - 3/26 H05B 3/74

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともひとつの溝（９）が形成された
   表面を有する微孔性の熱及び電気絶縁物質のベース
   （２）を包含し、前記溝（９）の中には加熱エレメント
   （４）として機能する細長い導電性のストリップ（５）
   がその縁に沿って配置され、前記溝（９）はこの溝の長
   さに沿って互いに間隔を置いている複数の微孔性絶縁物
   質の横ウエブ（１０，１０′）を包含し、前記導電性ス
   トリップ（５）が前記ウエブ（１０，１０′）内に埋め
   込まれて前記ウエブに固定されていることを特徴とする
   する放射電熱器。
2. 【請求項２】ウエブ（１０）は溝（９）が設けられたベ
   ース（２）の表面と実質的に同一の平面上に設けられて
   いることを特徴とする請求項１記載の放射電熱器。
3. 【請求項３】ウエブ（１０′）は溝（９）が設けられた
   ベース（２）の表面より下に設けられていることを特徴
   とする請求項１記載の放射電熱器。
4. 【請求項４】配置された導電性ストリップ（５）は、そ
   の全高さ（ｈ）がウエブ（１０，１０′）内に埋め込ま
   れないように、微孔性絶縁物質のベース（２）のウエブ
   （１０，１０′）から突出することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか一項に記載の放射電熱器。
5. 【請求項５】導電性ストリップ（５）がその全体長さに
   わたって波形の形状にされていることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一項に記載の放射電熱器。
6. 【請求項６】微孔性絶縁物質のベース（２）が支持皿
   （１）内に圧縮層として設けられていることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射電熱器。
7. 【請求項７】微孔性絶縁物質のベース（２）は溝（９）
   が設けられた実質的に平坦な形状の表面を有しているこ
   とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の放
   射電熱器。
8. 【請求項８】ストリップ（５）が金属又は合金から成る
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の
   放射電熱器。
9. 【請求項９】合金が鉄−クロム−アルミニウム合金から
   成ることを特徴とする請求項８記載の放射電熱器。
10. 【請求項１０】少なくともひとつの溝（９）が形成され
    た表面を有し、前記溝（９）がこの溝の長さに沿って互
    いに間隔を置いている複数の微孔性絶縁物質の横ウエブ
    （１０，１０′）を包含している微孔性の熱及び電気絶
    縁物質のベース（２）を作る段階と、加熱エレメント
    （４）として機能する細長い導電性のストリップ（５）
    を作る段階と、前記導電性ストリップ（５）をその縁に
    沿って前記ウエブ（１０，１０′）内に配置して前記ウ
    エブ内に押し込み、前記ウエブに固定する段階とを包含
    することを特徴とする放射電熱器の製造方法。
11. 【請求項１１】ウエブ（１０）は溝（９）が設けられた
    ベース（２）の表面と実質的に同一の平面上に設けられ
    ることを特徴とする請求項１０記載の製造方法。
12. 【請求項１２】ウエブ（１０′）は溝（９）が設けられ
    たベース（２）の表面より下に設けられることを特徴と
    する請求項１０記載の製造方法。
13. 【請求項１３】配置された導電性ストリップ（５）は、
    その全高さ（ｈ）がウエブ（１０，１０′）内に埋め込
    まれないように、微孔性絶縁物質のベース（２）のウエ
    ブ（１０，１０′）から突出することを特徴とする請求
    項１０〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
14. 【請求項１４】導電性ストリップ（５）がその全体長さ
    にわたって波形の形状にされることを特徴とする請求項
    １０〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
15. 【請求項１５】微孔性絶縁物質のベース（２）が支持皿
    （１）内に圧縮層として設けられることを特徴とする請
    求項１０〜１４のいずれか一項に記載の製造方法。
16. 【請求項１６】微孔性絶縁物質のベース（２）は溝
    （９）が設けられた実質的に平坦な形状の表面を有して
    いることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項
    に記載の製造方法。
17. 【請求項１７】ストリップ（５）が金属又は合金から成
    ることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に
    記載の製造方法。
18. 【請求項１８】合金が鉄−クロム−アルミニウム合金か
    ら成ることを特徴とする請求項１７記載の製造方法。