JP4494773B2 - 確実な固定要素である、リード保持装置／絶縁体 - Google Patents

Description

本発明は、改良されたカラー構造に関するものである。より具体的には、本発明は電気リードを確実に固定して配置するための改良された装置に関するものである。

本発明の以下に続く背景の説明では、いくつかの構造及び方法への参照が為されているが、そのような参照は、これらの構造及び方法が、適用可能な法による規定のもとで従来技術としてみなされることを是認するものとして必ずしも解釈されない。出願者は、参照された主題のどれもが、本発明に関して従来技術を構成しないことを論証する権利を留保する。

電気装置の多くのタイプでは、電源を供給する電気リードと、電気装置の構成要素と電源装置との間の電気接続部とを有することが一般的である。

そのような装置には電気炉がある。そのような装置は、一つ以上の電気リードによって電源装置に接続された一つ以上の発熱体を一般的に含んでいる。

図１は、そのような電気装置の実例である。図１の電気装置は、例示を目的としてここで説明される。

図１は電気炉１を示している。そのような電気炉は、例えば半導体産業において半導体ウエハーを加熱するために使用される。電気炉１は、加熱される物品（非図示）を受容する内側部分３を含んでいる。内側部分は断熱材５を備えており、前記断熱材５は一般的にセラミック繊維のような耐火材料から作られている。

一つ以上の発熱体７も内側部分３に配設される。一つ以上の発熱体７は通常は断熱材５に埋め込まれる。

そのような電気炉の構造は、米国特許第４５９６９２２号明細書及び第６１２５１３４号明細書に詳しく記載されており、また前記二つの特許は本明細書に引用することによりそれら全体で援用される。

一つ以上の電気リード９、９'も内側部分３の中に少なくとも部分的に配設される。これらリードの一つと結合される装置がここで説明される。リード９は、少なくとも部分的に断熱材の中に埋め込まれることが可能である。リード９は一般的に第一ターミナル部１１と第二ターミナル部１３とを具備している。一つ以上の発熱体７は電気コネクタ１５を介して、また場合によっては一つ以上の内部ブッシングデバイス（非図示）を通って第一ターミナル部１１に電気的に結合される。リード９の第二ターミナル部１３は電源装置（非図示）に電気的に接続される。

リード９は電気絶縁カラー１７を通り抜け、またカラー１７は炉１の外壁１８に取り付けられる。リード９と炉の外壁１８の両方が導電性であるので、絶縁カラー１７は、リードが外壁１８を通過するときリード９と外壁１８との間の接触を防ぐことにより短絡を防ぐように働く。リード９をカラー１７に対して確実に固定する機構がないという意味で、リード９はカラー１７を自由に通過する。リード９は断熱材５に埋め込まれ、また図示された電気装置では、次には断熱材５が炉の外壁１８の内側に接して圧縮される。

上述の装置は、参照符号９'で示されるように、炉１の周囲で繰り返されることが可能である。

上述の装置は、いくらかの欠点を保有している。

上で述べたように、炉１の組立中に、断熱材５はリード９の少なくとも第一ターミナル部１１と炉１の壁１８の内面との間で圧縮される。この圧縮された断熱材は、第一ターミナル部１１に内方への力を生み出すことがあり、その力がリード９を炉の内側へ“沈降”させる。

炉の内側部分は、電気装置の耐用期間の間に熱サイクルを受ける。炉の内部構成部品の異なる熱膨張係数、断熱材料の劣化などが全て上述の沈降作用を助長する。

例えば第二ターミナル部１３において、外壁１８及びカラー１７を越えて延在しているリード９の部分に作用する衝撃、応力、及び/又は力は、リード９がカラー１７に対して自由に動けるので炉１の内側に伝達される。こうして、そのような外部から加えられる衝撃、応力、及び/又は力は、炉１の内部に対する潜在的損傷の別の原因になる。

改良されたカラー構造と、確実に電気リードを固定して配置する改良された装置と、そのような炉の内部構造に対する損傷をより効果的に防ぐ改良された電気炉構造とに対する必要性が本技術分野に存在している。

本発明は、本技術分野の上述の問題及びその他に取り組む。

本発明は、カラーと、リードを通り抜けてリードをその正しい位置で保持する、リードを確実に位置決めするための固定要素とを提供する。

一つの態様によると、本発明は、電気絶縁カラーを具備する装置を提供し、前記電気絶縁カラーは、取付フランジ及び通路、並びに通路内に少なくとも部分的に配設される導電リード、並びにリードがその適正な位置で保持されるようにリードを通路に対して固定するための固定手段を具備している。

別の態様によると、本発明は、内側部分、並びに内側部分の中に配設された断熱材、並びに内側部分の中に配設された少なくとも一つの発熱体、並びに内側部分の中に配設された第一ターミナル部と内側部分の外に配設された第二ターミナル部とを有する電気リード、並びに少なくとも一つの発熱体に電気的に接続されて、第一ターミナル部に配設された電気コネクタ、並びに外壁、並びにリードが少なくとも部分的に中に受容される電気絶縁カラー、並びにリードがその適正な位置で保持されるようにリードをカラーに対して固定するための固定手段を具備する電気炉を提供する。

さらに別の態様によると、本発明は、電気リードが炉の中から炉の外側へ通り抜ける、電気炉の電気リードを確実に固定するための装置を提供するものであり、前記装置は、炉外壁、並びに炉外壁への取付フランジと通路とを具備する電気絶縁カラー、並びに少なくとも部分的に通路内に配設される導電リード、並びに導電リードがその適正な位置で保持されるように導電リードを通路に対して固定するためのファスナを具備している。

改良された装置及びカラーの好適な実施例が図２〜５に示されている。本発明の改良された装置及びカラーは、図１に示されたタイプの電気炉と共に使用されることに特に適している。しかし、本発明の改良された装置及びカラーは、他の多くの電気装置と共にいくつかの異なる環境において使用可能であることも理解されるべきである。

図２は、本発明の原理により形作られた改良装置１００を示している。

改良装置１００は電気リード９０を含んでいる。リード９０は適切な導電性材料から形作られる。好適な実施例によると、リード９０は、図１の電気炉と関連して前述されたリード９の構造に類似の構造を有している。この関連で、リード９０は第一ターミナル部ならびに第二ターミナル部を有することが可能である。リード９０の第一ターミナル部は、結合された電気装置内に好ましく配置され、また第二ターミナル部は結合された電気装置の外側に好ましく配置される。リード９０は、図１で示されたようなＬ字形状を有することが可能である。しかし、リード９０は任意の適切な形状または外形で形作られることが可能である。

装置１００はカラー１７０を更に含んでいる。好適な実施例によると、カラー１７０は電気絶縁材料から形作られる。電気絶縁材料は、セラミックのような耐火材料を含みうる。本発明の好適な実施例により形作られたカラー１７０の詳細は図２〜５で示される。

図示された実施例によると、カラー１７０は、取付フランジ１７６から反対方向に突き出ている第一リム１７２と第二リム１７４とを含んでいる。取付フランジ１７６は適合面１７８を好ましく備えており、前記適合面１７８は、該適合面１７８が上に取り付けられるように適合された例えば電気炉１の円筒状外壁１８のような外面に合うように形作られている。取付フランジ１７６は、貫通穴１８０も備えており、前記貫通穴１８０は、結合されることが意図された電気装置にカラー１７０を固定することが意図されたファスナまたは他の固定要素を受容するようにされている。

図示された実施例によると、カラー１７０はリード受け入れ通路１８２を更に備えており、前記リード受け入れ通路１８２は、第一リム１７２と取付フランジ１７６と第二リム１７４とを貫通して配設されている。通路１８２は、例えばリード９０のような適切な電気リードを少なくとも部分的に受容するようにされた形状及び寸法を備えている。

図示された実施例によると、電気リード９０は通路１８２の全長を通して延びており、また実際に通路１８２の両端部を越えて延びている。しかしながら、電気リード９０がいくつかの異なる代替の様態で通路１８２に結合されることは本発明の範囲内にある。例えば、リード９０が通路１８２の全長を通して延在するが、通路１８２の端部を越えないように、リード９０が通路１８２の長さに一致する長さを備えることが可能である。代わりに、電気リード９０が通路１８２の範囲に沿って部分的にのみ延在してもよい。例えば、電気リード９０が、通路１８２の一方の端の中に延びるが、通路１８２内にある位置で終わることが可能である。

装置１００は、カラー１７０の通路１８２に対してリード９０を固定するための固定手段を更に備え、その結果リード９０はその所定の適切な位置で保持される。図示された実施例によると、固定手段は、ピン又はシャフト１８５と末端固定部材１８６とを具備する丸平タイプ要素のような適切なファスナ１８４を含んで成るものである。しかしながら、代替のファスナ及び類似のデバイスが、リード９０を通路１８２に対して固定することに利用され得ることは本発明の範囲内にある。更に、上述のファスナ１８４に対する多くの均等物が考えられる。即ち、固定のための手段は、適切な機械的インターロック構造を具備している。例えば、電気リード９０が通路１８２の中に挿入されたときに所望の固定機能を形成するように連結する、一体の又は一体に形成された、一つ以上のインターロック突起及び一つ以上のインターロック凹部を電気リード９０とカラー１７０とが備えることは本発明の範囲内にある。他の非機械的インターロック装置が利用可能であることも想定される。例えば、通路１８２に対して電気リード９０をその適正な位置に確実に保持するのに十分な強さの磁界を有する、反対の極性を有する磁石を電気リード９０とカラー１７０に備えることによって磁気インターロック装置が提供される。

図示された実施例では、ファスナ１８４は第二リム１７４に形成された貫通穴１８８の中に受容される。ファスナ１８４は、電気リード９０も貫通して（非図示）、第二リム１７４の反対側を抜け出るが、このことが電気リード９０をその所望の適正な位置で通路１８２に対して確実に固定する。もちろん、ファスナ１８４をカラー１７０の様々な位置に設けて、通路１８２に対するリード９０の所望の固定をやはり提供することが可能である。

先に説明されたように、改良装置１００は、図１に示されたタイプに類似の電気炉と関連して又は組み合わせられて提供されることが可能である。この関連で、炉１の中に延びる電気リードの部分が、図１に示されたリード９の構造に類似しているか又はさらに同一である構造を備えることが可能である。さらに、複数の改良装置１００が共に、やはり図１に示されたような単一の電気装置で利用されることが可能である。

このように本発明によると、電気リード部材をその適正な位置で、結合されるカラー部材に対して二方向で確実に固定する改良装置が提供される。“二方向”とは、図１及び２の斜視図からわかるように、リードが炉内に導かれる方向並びに炉から出る方向を意味することが意図されている。リードを追加の方向における動きに対して同様に固定することも本発明の範囲内にある。そのような装置は、在来の類似の装置によっては到達できない確実な利益を提供する。例えば、電気炉の例では、本発明の改良装置は、リード９０の前述の沈降を妨げるように働く。また、リード９０に作用している電気コネクタと電気配線との重量は、より確実に支持される。さらに、電気リード要素に外部から加えられることがある様々な衝撃、応力、及び/又は力は、炉の内部構成要素に伝達されない。本発明の原理による改良装置は、電気炉のそのような内部構成要素に対する損傷を防ぐように働く。

本発明が前述の実施例への参照により説明されてきた一方で、いくらかの変更形態及び変形形態が本技術分野に通常の知識を有する者に明らかになるであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲の請求項の範囲と精神とによってのみ限定される。

図１は、従来の電気炉構造の部分切取斜視図である。 図２は、本発明により形作られた改良された装置の部分斜視図である。 図３は、本発明の原理により形作られた改良されたカラーの斜視図である。 図４は、図３のカラーの側面図である。 図５も、図３からの側面図であるが、回転された別のアングルにおけるものである。

Claims (10)

1. 取付フランジと、前記取付フランジから第一方向で突き出る第一リムと、前記取付フランジから第二方向で突き出る第二リムと、第一リム及び取付フランジ及び第二リムを貫通して設けられた通路とを具備する電気絶縁カラーと；
   通路内に少なくとも部分的に配設される電気リードと；
   電気リードがその適正な位置で保持されるように、電気リードを通路に対して固定するための固定手段と；を具備する装置であって
   前記固定手段がシャフト部を含むファスナを具備し、
   前記ファスナのシャフト部が前記第二リムと前記電気リードの両方を貫通している、装置。
2. 取付フランジが固定される外壁を更に具備する、請求項１に記載の装置。
3. 前記外壁が電気炉の外壁を含んで成るところの、請求項２に記載の装置。
4. 電気リードが、電気炉の内側部分の中に配設された第一ターミナル部と、電気炉の外壁を越えまた電気絶縁カラーを越えたところで延在する第二ターミナル部とを具備するところの、請求項３に記載の装置。
5. 第一ターミナル部に配設された電気コネクタを装置が更に具備するところの、請求項４に記載の装置。
6. 前記電気リードが電気炉の内側部分の中に配設された第一ターミナル部を更に具備する請求項３に記載の装置であって、
   電気炉の内側部分の中に配設された断熱材と；
   電気炉の内側部分の中に配設された少なくとも一つの発熱体と；
   第一ターミナル部に配設された電気コネクタであって、それによって電気リードを少なくとも一つの発熱体に電気的に接続する電気コネクタと；を更に具備する請求項３に記載の装置。
7. 内側部分と；
   内側部分の中に配設された断熱材と；
   内側部分の中に配設された少なくとも一つの発熱体と；
   内側部分の中に配設された第一ターミナル部と内側部分の外に配設された第二ターミナル部とを有する電気リードと；
   少なくとも一つの発熱体に電気的に接続され、また第一ターミナル部に配設された電気コネクタと；
   電気炉外壁と；
   電気リードが少なくとも部分的に中に受容される電気絶縁カラーと；
   電気リードがその適正な位置で保持されるように、電気リードを電気絶縁カラーに対して固定するための固定手段と；を具備する電気炉であって、
   前記電気絶縁カラーが、取付フランジと、前記取付フランジから第一方向で突き出る第一リムと、前記取付フランジから第二方向で突き出る第二リムとを具備し、
   前記固定手段がシャフト部を含むファスナを具備し、
   前記ファスナのシャフト部が前記第二リムと前記電気リードの両方を貫通している、電気炉。
8. 電気炉の中から電気炉の外側へ通る、電気炉の電気リードを固定するための装置であって：
   電気炉外壁と；
   電気炉外壁に取り付けられる取付フランジと、前記取付フランジから第一方向で突き出る第一リムと、前記取付フランジから第二方向で突き出る第二リムと、第一リム及び取付フランジ及び第二リムを貫通して設けられた通路とを具備する電気絶縁カラーと；
   通路内に少なくとも部分的に配設される電気リードと；
   電気リードがその適正な位置で保持されるように、電気リードを通路に対して固定するファスナにして、シャフト部を含むファスナと；を具備する、電気炉の電気リードを固定するための装置であって、
   前記ファスナのシャフト部が前記第二リムと前記電気リードの両方を貫通している、電気炉の電気リードを固定するための装置。
9. 電気リードが、電気炉の内側部分の中に配設された第一ターミナル部と、電気炉外壁を越えまた電気絶縁カラーを越えたところで延在する第二ターミナル部とを具備するところの、請求項８に記載の電気炉の電気リードを固定するための装置。
10. 第一ターミナル部に配設された電気コネクタを更に具備する、請求項９に記載の電気炉の電気リードを固定するための装置。

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