JP4394619B2 - 空気加熱器 - Google Patents

Description

本発明は電源接続及び加熱空気用のコネクターケース並びに担体を介してコネクターケースに固定した加熱素子を有する空気加熱器に関し、コネクターケースには少なくとも２つの回路電圧を導く接触素子を備えている。

このような空気加熱器は良く知られており、産業界において広く用いられている。種々の製造工程を加熱する空気加熱器は外部の空気源（送風機）から空気を供給するかあるいは空気加熱器に接続した送風機から直接供給する。その場合、空気は電源用のコネクターケースにより加熱されるか、あるいはそこを通過して最終的には加熱素子により加熱される。

これらの装置は熱を生成し、連続運転できるように頑丈に構成する必要がある。更に、そのような装置を多数連続生産できるように、できるだけ簡単且つ迅速に組み立て可能なことが必要である。従来の装置では組み立ての際、コネクターの接合にかなりの時間を要していた。

特許文献１には、樹脂を射出成形する際に樹脂ペレットを乾燥するための乾燥空気用の装置が開示されている。円筒形のケース内には、二重壁の異なった径の中空円筒が同心に配置され、ケースには乾燥装置が備えられている。装置には乾燥すべき材料用の乾燥室が形成されている。中空円筒の乾燥室を形成する壁に加熱空気を導く開口部を備えている。中空円筒内にはケースの外側に取り付けた送風機からの乾燥空気を乾燥室に送る前に加熱する電気的加熱装置が組み込まれている。加熱空気は乾燥室内の乾燥すべき素材を流れ、最後には中空円筒外に達し、排気装置から排出される。

そこで、従来は、特にケースを絶縁するため、通常は柔軟性のある単線あるいは接続板により電気的接合が行われ、衝撃電流溶接あるいは半田付けによりプラグコンタクトを電気的に接合していた。このような接合は時間を要し、組み立てコストが高くなる。その上、接合部が機械的衝撃あるいは振動により破断し、それにより装置が機能しなくなるという危険がある。さらにこのような単線の接合では、修理に際して接合を分離するのに費用が掛かっていた。

ゴム製の導電性接合素子を用いても電気的な接合ができ、この場合には上記の問題点は生じない。このような構成要素を接合するための弾性接合素子には、多数の施工方法が知られており、導電性ゴムの名前で多数のメーカーから市場に提供されている。導電性がありゴムのような性質を有する部品を、導電性ゴムの概念で表現する。しかし、敢えてゴムから製造する必要はない。絶縁性素材を導電性材料により強化することにより導電性ゴムの導電性が生じる。回路基板に備えた導体を有する液晶表示の電気的な接触を行うため、そのような接触装置が使われてきた（特許文献２）。

接触すべき部材が平行の位置にないか及び／あるいは表面が平面でない場合には常に、導電性ゴムの使用は難しいことが明らかになっている。そこで通常は、接触すべき位置の形状及び空間的位置関係に合わせて調整した特殊な導電性ゴムを設置している。そのような導電性ゴムは弾性を有しているので、正確な位置決め、従って正確な接触が問題であり、必要な接触圧を得ようとすると、導電性ゴムの変形の制御が難しくなる。
米国特許第５０３３２０８号明細書 独国実用新案公開第８８０８９４７号明細書

本発明は、加熱電力の伝達用に接合部の構成及び配置を低コストで迅速に組み立てられる空気加熱器を提案することにある。更に、付随する制御装置の接合も簡単にできるようにしている。

本発明の課題は請求項１の特徴を有する空気加熱器により解決できる。更に、その発展形態は従属請求項から推定できる。

本発明による空気加熱器は電気エネルギー供給及び加熱すべき空気用のコネクターケース並び担体を介してコネクターケースに固定した加熱素子を備えている。コネクターケースには、加熱電力を伝達するように、コンタクトピン及び対応するプラグコンタクトの形式のプラグ接合を介して担体が接続板と接合しており、接続板には例えば電源への接合用の接合端子を備えている。コネクターケースは加熱素子に向っている壁に担体に配置したコンタクトピン沿って少なくとも２つの挿入孔を備えている。コンタクトピンは、通常は金属製であるコネクターケースに対し電気的に絶縁するように、コネクターケース内の保持アングルに配置されている。

保持アングルはコネクターケースに挿入され、挿入孔を貫通しコンタクトピンを絶縁する少なくとも２つの円筒部を備えている。基本的には、別の接合部に更に円筒部を設けてもよい。円筒部は絶縁及び組み立ての際、担体との間隔を保つのにも役立つ。更に、接続板は付属品、少なくとも固定部品を備えている。挿入部材としての保持アングルにより迅速な組み立てが可能となり、コネクターケースに対する絶縁により、加熱電力の通電が保証される。更に保持アングルがコネクターケースと噛み合うことが好ましい。

更に発展させて、制御装置の基準電圧を測定して、信号を接続板上に配置した制御装置（マイクロプロセサー）に接続可能なようにゴム弾性の導電性接合素子を介してコンタクトピンを接続板の接触回路と接合可能とすることが好ましい。接続板とコンタクトピンの接触面の接触及び接合するため、ゴム弾性を有する導電性成形品へと加工した導電性ゴムを挿入することが好ましい。自身が絶縁性である原料を金属あるいは炭素の導電性粒子で強化し、それにより導電性ゴムが通電性を有するようになる。導電性素材を変えて接合素子の導電値を変えることができる。それにより、接続板上に配置した制御装置を介してコンタクトピンの電圧を記録且つ解析できる。更に、接合素子は電流遮断にも用いることもできる。

更に発展させて、弾性を有する接合素子を保持アングルの境界に形成したU−字形の軸受ケースに固定することもできる。軸受ケースへ接合素子を保持すると正確な位置への位置決め及び保持ができ、結合素子の接触圧が制御可能なものに変わる。

コネクターケースは、保持アングルを介して、プラグコンタクト及び対応するコンタクトピンから構成するプラグ接合及び制御装置を隔離した空間に保持する。更にコンタクトピンは円形の担体に配置した、円筒形の接触ジャックとして動作するようにもできる。対応するプラグコンタクトはピン状に形成し、絶縁した単線に結線し、端子を介して制御装置の接続板に接合できる。しかし、担体にコンタクトピンを備え、且つ撚り線にコンセントを備えることも可能である。担体は多数のコンタクトピンを備え、その内少なくとも２つが電源に通じている。電源に通じていないコンタクトピンは制御装置のセンサーの接合及び／あるいは金属製装置部分の接地に用いられる。制御装置による制御に必要な電圧あるいは信号は、ゴム弾性を有する接合素子により接触可能となっているコネクターピンより取り込まれる。

特に接合素子は一体型で均一に仕上げ、その本体にコンタクトピンを保持できる空間を備えている。その空間はコンタクトピンの形状及び大きさに適合する孔として形成することが好ましく、孔の内周はコンタクトピンの外周よりやや小さい。接合素子の孔にコンタクトピンを貫通させて孔を拡大させるとコンタクトピンの外皮への圧力により接合素子が締り嵌め状態で密着するようになる。

更に発展し接続板の接触回路の接触のため、接合素子は接続板を配置した側に押圧部材を備えている。押圧部材は接合素子の本体から突出し、円筒状を呈し本体上に形成されている。押圧部材は異なった形状あるいは多数の単一形状の部材を組み合わせてもよい。接続板を保持アングル内に配置したコンタクトピンが貫通している接合素子に押圧することにより接触回路が接触することになる。保持アングルへ接続板を固定することにより接合素子が押圧され、接触が保たれる。

更には、担体のコネクターケースに向いた側にプラグを備え、そのプラグには電気的加熱素子の円形の接合接触子が差込可能に配置されている。加熱素子用のプラグは担体本体のコンタクトピンと電気的に結合している。担体本体のコンタクトピンを並列に配置し、コネクターケース及び保持アングルの底部に平行に配列している。それによりコネクターケース内の接合素子は同一平面に配置することが可能となり、接合素子の形状の変更のみが必要となる。

本発明により、加熱電力の伝達用に接合部の構成及び配置を低コストで迅速に組み立てられる空気加熱器の提供が可能となり、更に、付随する制御装置の接合も簡単にできるようになった。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

図１には構成部品の組立て状況を明示している分解斜視図である。図３は組立て状況の断面図である。

図１に示す回路電圧を導くプラグコネクター３、１６及び制御装置２を収納するコネクターケース６は接続板２４からの電気接合している導電性で柔軟性を備えた接合素子１、接触導体に接合している構成素子及びプラグコネクター３、１６のコンタクトピン１６を備えている。ゴム弾性の導電性の接合素子１により接続板２４の接触面及びコンタクトピン１６が接触、接合している。接合素子１はコネクターケース６内に配置した保持アングル２７の底部のU字形の軸受胴体５に保持されており、正確な位置決め並びに保持されるようになっている。

コネクターケース６は保持アングル２７内のプラグコンタクト３及び対応するコンタクトピン１６を閉じた空間１４に保持している。コンタクトピン１６は筒状のジャックとして形成され環状の担体４に配置されている。プラグコンタクト３は導線１７に固定され、制御装置２の接続板２４に接続している。担体４は４つのコンタクトピン１６を備え、少なくとも２つは電源回路に通じている。制御装置には３つの接合素子１によりコンタクトピン１６と接合している。

接合素子１は一体的に均質に形成され、コンタクトピン１６を保持する開口部１１を備えている。コンタクトピン１６は接合素子１の開口部１１を貫通し、加圧されコンタクトピン１６の外皮が密着するようになっている。

接続板２４の導体に接触するように、接合素子１は接続板２４の側面に接触する押圧部９を備えている。押圧部９は接合素子１の本体から突出している。押圧部は円筒状に接合素子１の本体１０に形成されている。

コネクターケース６はケース本体１２、保持アングル２７及び不図示のケースカバーの３つ部材から形成されている。ケース本体１２は圧空を導く通気路１９を備え、通気路１９の末端に結合端２２、２３を備えている。結合端２２、２３はそれぞれが異なった大きさの導入端２３及び排出端２２として円形に形成されている。排出端２２は担体４を保持し、担体は円形で圧空を導く通気孔１８を備えている。コンタクトケース６の排出端２２内に担体４を挿入することにより、コンタクトピン１６がゴム弾性を有する結合素子１に接触するようになる。ケース本体１２及び保持アングル２７のケース壁１５内の排出端２２の領域にコンタクトピン１６に沿った開口部１３を備え、それを通してケース本体１２の空間１４へとコンタクトピン１６を導いている。

担体４のコネクターケースに面する側にプラグ素子１９′を備え、加熱素子２１の円形の接合コンタクト２０がプラグ素子に挿入可能に配置されている。加熱素子２１用のプラグ素子１９′は担体４のコンタクトピン１６と電気的に接続されている。コンタクトピン１６を担体４に並列に配置し、コネクターケース６及び保持アングル２７の基板８に平行に配列している。コネクターケース６の空間１４内の結合素子１は、並列に配置したコンタクトピン１６に沿って同一平面上に配置されている。

図２に拡大して示す本発明による接合素子１は、コンタクトピン１６が接続板２４の導体と電気的に接触且つ結合するように構成されている。接合素子１は直方体の本体１０及び円筒状の押圧部９を備えている。直方体の本体１０に孔１１が貫通している。押圧部９の前面２５により、接続板２４の導体は孔１１の内面７を介してコンタクトピン１６と接触可能になっている。

図３及び図４は空気加熱器を組み立てた状態の断面図及び斜視図である。

図５及び図６は保持アングル２７の詳細斜視図である。担体４を備えた壁３３の側に４つの円筒部２８が形成され、該円筒部にはコンタクトピン１６が貫通可能なように開口部３１を備えている。円筒部２８はコンタクトピン１６をコネクターケース６から電気的に絶縁し且つ担体４をケース壁１５からのスペーサーの役割を果たしている。保持アングル２７には、図６には不図示の接続板２４用の構成素子３０を備えている。この素子は軸受座５の領域に保持板３０として形成されている。更に、保持アングル２７の壁３４には接合素子１を受ける３つの軸受座５がU−字状に形成され、２つの軸受座５間には開口部３２を形成し、その中の不図示のネジにより接続板２４をネジ止めできるようになっている。保持アングル２７はコネクターケース６と係止できるように、壁３４に係止部３５を備えている。これにより、保持アングルを迅速に挿入し、固定できるようになる。円筒部２９は側方からの接触を防止している。

本発明による空気加熱器の分解斜視図 図１の結合素子の斜視図 本発明による空気加熱器の縦断面図 図３の空気加熱器の組み立て斜視図 図１の担体側からの保持アングルの斜視図 図１の結合側からの斜視図

符号の説明

１ 接合素子
２ 制御装置
３ プラグコンタクト
４ 担体
５ 軸受胴体
６ コネクターケース
７ 内面
８ 基板
９ 押圧部
１０ 接合素子本体
１１ 孔
１２ ケース本体
１３ 開口部
１４ 空間
１５ ケース壁
１６ コンタクトピン
１７ 導線
１８ 通気孔
１９ 通気路
１９′ プラグ素子
２０ 接合コンタクト
２１ 加熱素子
２２、２３ 接合端
２４ 接続板
２５ 前面
２７ 保持アングル
２８ 円筒部
２９ 円筒部
３０ 保持板
３１ 開口部
３２ 開口部
３３ 壁（固定部材）
３４ 壁
３５ 係止部

Claims (10)

1. 電力供給の接合部及び加熱すべき空気を通すコネクターケース（６）並びに担体（４）を介してコネクターケースに固定した加熱素子（２１）を有し、コネクターケース（６）には電力用に少なくとも２組のプラグコネクタ（３）とコンタクトピン（１６）を備え、
   コネクターケース（６）は加熱素子(２１)に対面する壁面（１５）にコンタクトピン（１６）を通す少なくとも２つの開口部（１３）を備え、
   コンタクトピン（１６）は担体（４）に配置され壁面（１５）の開口部（１３）の方向に整列され、
   コンタクトピン（１６）は、コネクターケース（６）内のコンタクトピン（１６）を保持する円筒部（２８）が形成された保持アングル（２７）にコネクターケース（６）に対して電気的に絶縁した状態で配置され、且つプラグコネクター（３）を介して加熱素子（２１）を制御する制御装置（２）が載置された接続板（２４）に結合していることを特徴とする空気加熱器。
2. 保持アングル（２７）はコネクターケース（６）に挿入可能であり、開口部（１３）を貫通しコンタクトピン（１６）を絶縁する円筒部（２８）並びに接続板(２４)を固定する円筒部（２９）及び少なくとも１つの固定部材（３３）を備えていることを特徴とする請求項１記載の空気加熱器。
3. 保持アングル（２７）はケース本体（１２）と噛み合って構成していることを特徴とする請求項２記載の空気加熱器。
4. 担体（４）のコンタクトピン（１６）は並列に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の空気加熱器。
5. 担体（４）はコンタクトピンを配置した側に、加熱素子（２１）の接合コンタクト（２０）が挿入可能な担体（４）を貫通するプラグ素子（１９′）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の空気加熱器。
6. 担体（４）のプラグ素子（１９′）はコンタクトピン（１６）と電気的に結合していることを特徴とする請求項５記載の空気加熱器。
7. 担体（４）は円形に形成され圧空を通す通気孔（１８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の空気加熱器。
8. 保持アングル（２７）のＵ−字状の軸受胴体（５）に配置された弾性ゴム製の接合素子（１）により、少なくとも１つのコンタクトピン（１６）は、接続板（２４）に備えた制御装置（２）への信号伝達用の接続板（２４）の配線路と接合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載の空気加熱器。
9. 接合素子（１）は金属あるいはグラファイト入り導電性ゴム製の一体的に均質な成形物であり、接続板（２４）並びにコンタクトピン（１６）を電気的に接触するため接触用部材（７、９）を備えていることを特徴とする請求項８記載の空気加熱器。
10. 接合素子（１）を押し込むことにより接続板（２４）をコネクターケース（６）に固定する際に接合素子（１）が接続板（２４）の配線路と電気的に接続することを特徴とする請求項８記載の空気加熱器。

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