JP4794338B2 - セラミックヒータ - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態にかかるセラミックヒータについて図面を参照し詳細に説明する。図1は本実施形態のセラミックヒータを示す斜視図であり、図2は図1におけるX−X線断面図である。図1及び図2に示すように、このセラミックヒータは、棒状の絶縁性セラミック基体11中に、導電性のセラミックスからなる発熱体12と、一端側が発熱体12に接続されたリード13と、リード13の他端側との導通をとるための電極14とが埋設されている。この電極14には、セラミック基体11の側面に設けられた電極金具15が接続されている。発熱体12は、セラミック基体11の先端側に延びる2本の線状部12a,12bと、これらの線状部12a,12bの先端同士をつなぐ折り返し部12cとからなる。なお、以下の第1〜第3の実施形態において、線状部の形態が異なる場合であっても線状部の符号は、すべて同じ符号12a,12bを用いることとする。
図4は、図2のY−Y線断面図であって2本の線状部12a,12bの断面形状のさらに他の一例を示す。この実施形態では、一方の線状部12aの中心と他方の線状部12bの中心とを結ぶ直線Lに対して垂直な方向の長さが、一方の線状部12aの方が他方の線状部12bよりも長くなっている。すなわち、図4において、一方の線状部12aにおける長さβが、他方の線状部12bにおける長さαよりも長くなっている。また、他方の線状部の周囲の長さが一方の線状部の周囲の長さよりも長くなっている。これにより、周囲長の長い一方の線状部12aは、他方の線状部12bと比較してセラミック基体に熱を奪われやすくなるので、ヒータ等で使用される大電流を流したときには、他方の線状部12bの方から加速的に加熱され、昇温に速度の速いヒータを得ることができる。また、線状部の断面形状において、一方の線状部の中心と他方の線状部の中心とを結ぶ直線の方向に対して垂直な方向は、前記直線方向と比較すると、互いに熱の影響を与え難い方向であるので、他方の線状部がより優先的に昇温しやすくなる。
図5(a)は、図2のY−Y線断面図であって2本の線状部12a,12bの断面形状の
さらに他の一例を示す。この実施形態では、線状部の表面からセラミック基体の表面までの最短距離を比較すると、線状部12aにおける最短距離δが線状部12bにおける最短距離γよりも長くなっている。これにより、ヒータ等で使用される大電流を流したとき長さγの方の発熱体がセラミック基体への熱引きが大きくなるため、熱をセラミック基体に奪われてしまい短いδの方の発熱体がある側の方から加速的に加熱され、昇温に速度の速いヒータを得ることが出来る。
さいことにより、抵抗が高くなるため電送損失がさらにおおきくなる。これにより、線状部12bがさらに加速的に加熱され昇温速度が速くなる。また、昇温速度の差に起因した温度差がより大きくなるため、温度勾配により両側での熱交換が行われるため最高温度付近では熱平衡により、狙いの温度に発熱した後のオーバーシュートがより抑制される。
12 発熱体
12a,12b 線状部
13 リード
14 電極
15 電極金具
Claims (5)
- 棒状のセラミック基体と、該セラミック基体中に埋設された発熱体とを備えたセラミックヒータであって、前記発熱体は、前記セラミック基体の先端側に延びる2本の線状部と、これらの線状部の先端同士をつなぐ折り返し部とを有し、前記セラミック基体の軸方向に垂直で、かつ、前記2本の線状部を含む平面で切ったときの断面において、一方の線状部が円形ないし楕円形であり、他方の線状部が多角形であることを特徴とするセラミックヒータ。
- 棒状のセラミック基体と、該セラミック基体中に埋設された発熱体とを備えたセラミックヒータであって、前記発熱体は、前記セラミック基体の先端側に延びる2本の線状部と、これらの線状部の先端同士をつなぐ折り返し部とを有し、前記セラミック基体の軸方向に垂直で、かつ、前記2本の線状部を含む平面で切ったときの断面において、一方の線状部の周囲の長さが他方の線状部の周囲の長さよりも長く、前記一方の線状部の中心と前記他方の線状部の中心とを結ぶ直線に対して垂直な方向の長さが、一方の線状部の方が他方の線状部よりも長いことを特徴とするセラミックヒータ。
- 棒状のセラミック基体と、該セラミック基体中に埋設された発熱体とを備えたセラミックヒータであって、前記発熱体は、前記セラミック基体の先端側に延びる2本の線状部と、これらの線状部の先端同士をつなぐ折り返し部とを有し、前記セラミック基体の軸方向に垂直で、かつ、前記2本の線状部を含む平面で切ったときの断面において、一方の線状部の表面から前記セラミック基体の表面までの最短距離が他方の線状部の表面から前記セラミック基体の表面までの最短距離よりも短く、前記他方の線状部の断面積が前記一方の線状部の断面積よりも小さいことを特徴とするセラミックヒータ。
- 前記断面において、前記他方の線状部の断面積が前記一方の線状部の断面積よりも小さい請求項1または2に記載のセラミックヒータ。
- 前記断面において、前記セラミック基体の断面が円形ないし楕円形である請求項1〜4のいずれかに記載のセラミックヒータ。
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