JP6571156B2 - Micro heater with non-heat generating part - Google Patents

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Description

本発明は、金属鞘管内に無機絶縁材粉末を介在させて、通電によりジュール熱を発生する発熱線を収容したマイクロヒータのうち、非発熱部のあるマイクロヒータに関するものである。   The present invention relates to a microheater having a non-heat generating portion among microheaters in which an inorganic insulating material powder is interposed in a metal sheath tube and a heating wire generating Joule heat by energization is accommodated.

マイクロヒータは、金属鞘管内に無機絶縁材粉末を介在させて、通電によりジュール熱を発生する発熱線を収容した可撓性のあるヒータで、基本的な構造として、図4と図5に示す2種類がある。図4は従来のマイクロヒータの基本的な第1の構成を示す断面図、図5は従来のマイクロヒータの基本的な第2の構成を示す断面図である。   The micro-heater is a flexible heater in which an inorganic insulating powder is interposed in a metal sheath tube and accommodates a heating wire that generates Joule heat when energized. The basic structure is shown in FIGS. 4 and 5. There are two types. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a basic first configuration of a conventional microheater, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a basic second configuration of the conventional microheater.

図4(a)、図5(a)は長手方向断面図であり、図4(b)、図5(b)は其々、図4(a)のE−E断面、図5(a)のF−F断面の図である。但し、端末スリーブ7及び電気を供給するリード線80、81の絶縁被覆13,15は外形で描いており、また、見易くするために、図4(b)、図5(b)は図4(a)、図5(a)より大きい縮尺で描いている。   4 (a) and 5 (a) are longitudinal sectional views, and FIG. 4 (b) and FIG. 5 (b) are EE cross sections of FIG. 4 (a) and FIG. 5 (a), respectively. It is a figure of the FF cross section. However, the terminal sleeve 7 and the insulation coatings 13 and 15 of the lead wires 80 and 81 for supplying electricity are drawn in outline, and for ease of viewing, FIGS. 4 (b) and 5 (b) are shown in FIG. a), drawn at a larger scale than FIG.

図4に示すマイクロヒータ10では、金属鞘管3の内に発熱線4が無機絶縁材粉末6を介在して収容されており、その両端には端末スリーブ7が設けられていて、端末スリーブ7にはリード線80、81の絶縁被覆13,15から剥き出された導体14、16が繋がれている。端末スリーブ7の金属外枠内において、発熱線4の末端と導体14、16の先端とが接続されており、また、無機絶縁材粉末6に湿分が侵入して絶縁抵抗が低下しないようにシールが設けられている。   In the microheater 10 shown in FIG. 4, the heating wire 4 is accommodated in the metal sheath tube 3 with the inorganic insulating material powder 6 interposed therebetween, and terminal sleeves 7 are provided at both ends thereof. The conductors 14 and 16 exposed from the insulating coatings 13 and 15 of the lead wires 80 and 81 are connected to the terminal. In the metal outer frame of the terminal sleeve 7, the end of the heating wire 4 and the tips of the conductors 14 and 16 are connected so that moisture does not enter the inorganic insulating powder 6 and the insulation resistance does not decrease. A seal is provided.

図5に示すマイクロヒータ20は、図4のマイクロヒータ10と異なり、往復した発熱線4が金属鞘管3内に無機絶縁材粉末6を介在して収容されており、このため、端末スリーブ7は片側にのみ設けられている。端末スリーブ7の役割は図4の端末スリーブ7と同じで、金属外枠内で発熱線4の末端とリード線80、81の絶縁被覆13,15から剥き出された導体14、16の先端とが接続されており、また、無機絶縁材粉末6に湿分が侵入して絶縁抵抗が低下しないようにシールが設けられている。   The microheater 20 shown in FIG. 5 is different from the microheater 10 shown in FIG. 4 in that the reciprocating heating wire 4 is accommodated in the metal sheath tube 3 with the inorganic insulating material powder 6 interposed therebetween. Is provided only on one side. The role of the terminal sleeve 7 is the same as that of the terminal sleeve 7 of FIG. 4, and the end of the heating wire 4 and the ends of the conductors 14 and 16 exposed from the insulating coatings 13 and 15 of the lead wires 80 and 81 in the metal outer frame. In addition, a seal is provided to prevent moisture from entering the inorganic insulating material powder 6 and lowering the insulation resistance.

図4、図5のマイクロヒータ10、20の発熱線4の材質としては、特殊な例外を除き、電気抗率が大きく発熱量の多いニクロムが用いられる。   As a material of the heating wire 4 of the microheaters 10 and 20 of FIGS. 4 and 5, nichrome having a high resistivity and a large amount of heat generation is used except for special exceptions.

図4、図5における端末スリーブ7の内部の具体的構造は、本特許出願と同一出願人による特許文献1の図1に示されているものが代表的である。同図に示されているように、金属製外枠(符号11)内における発熱線(符号22)の末端とリード線の導体(符号13)は、絶縁材(符号14、17)を介在して同外枠(符号11)内に収容されており、金属製外枠(符号11)端部にはシール(符号15)が設けられている。なお、図4の構造における各端末スリーブ7では、特許文献1の図1の発熱線(符号22)と導体(符号13)は各1本となる。ここで、括弧内の符号は、特許文献1の図1に示されている符号である。   The specific structure inside the terminal sleeve 7 in FIGS. 4 and 5 is typically the one shown in FIG. 1 of Patent Document 1 by the same applicant as the present patent application. As shown in the figure, the end of the heating wire (reference numeral 22) and the conductor of the lead wire (reference numeral 13) in the metal outer frame (reference numeral 11) interpose an insulating material (reference numerals 14 and 17). The outer frame (reference numeral 11) is housed, and a seal (reference numeral 15) is provided at the end of the metal outer frame (reference numeral 11). In addition, in each terminal sleeve 7 in the structure of FIG. 4, the heating wire (reference numeral 22) and the conductor (reference numeral 13) of FIG. Here, the reference numerals in parentheses are those shown in FIG.

加熱対象物と端末シールが離れている場合、例えば、加熱対象物が容器内にある場合、図4、図5の端末スリーブ7は通常、容器外に置かれ、発熱線4と無機絶縁材粉末6を収容した金属鞘管3が容器内で加熱対象物まで敷設される。この場合、金属鞘管3内の全長に亘って発熱線4がある図4、図5のマイクロヒータ10、20では、加熱が必要ない部分も加熱することになり、マイクロヒータ10、20の不要な電力の消費、また、加熱対象物以外の耐熱温度が低い容器内機器を加熱することによる当該機器の損傷などの弊害が生じる。   When the object to be heated and the terminal seal are separated, for example, when the object to be heated is in the container, the terminal sleeve 7 in FIGS. 4 and 5 is usually placed outside the container, and the heating wire 4 and the inorganic insulating material powder A metal sheath tube 3 containing 6 is laid to the object to be heated in the container. In this case, in the microheaters 10 and 20 of FIGS. 4 and 5 where the heating wire 4 is provided over the entire length in the metal sheath tube 3, the portions that do not need to be heated are also heated, and the microheaters 10 and 20 are unnecessary. Inconveniences such as damage to the equipment due to excessive power consumption and heating of the equipment in the container having a low heat-resistant temperature other than the object to be heated occur.

加熱対象物と端末シールが離れている場合のこのような弊害を避けるために、従来、加熱対象物に接触して加熱する部分のみ発熱し、他の部分は発熱しない構造とした図6、図7に示すマイクロヒータ11、21が用いられる場合も多い。図6は従来の非発熱部のあるマイクロヒータの基本的な第1の構成を示す断面図、図7は従来の非発熱部のあるマイクロヒータの基本的な第2の構成を示す断面図で、図6、図7は、図4、図5と同様、端末スリーブ7及びリード線80、81の絶縁被覆13,15を外形で示している。   In order to avoid such an adverse effect when the object to be heated and the terminal seal are separated from each other, conventionally, only the part that is heated in contact with the object to be heated generates heat, and the other part does not generate heat. In many cases, micro heaters 11 and 21 shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a basic first configuration of a conventional microheater having a non-heat generating portion, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a basic second configuration of a conventional micro-heater having a non-heat generating portion. 6 and 7 show the outer shapes of the insulating coatings 13 and 15 of the terminal sleeve 7 and the lead wires 80 and 81, similarly to FIGS.

図4、図5のマイクロヒータ10、20では高電気抵抗率であるニクロムを材質とする発熱線4が全長に亘って発熱するのに対し、図6、図7のマイクロヒータ11、21は、ニクロム線を材質とする発熱線4が収容された発熱部、電気抵抗率が小さいために発熱量の小さい銅を材質とする非発熱線17が収容された非発熱部、及びニクロムと銅の合金部18が存在する中間発熱部に分けることができる。この非発熱線17と合金部18が存在する以外は、図4、図5のマイクロヒータ10、20と同じ構造で、同じ構成部品は同じ符号を使用して図6、図7に示している。   4 and FIG. 5, while the heating wire 4 made of nichrome, which has a high electrical resistivity, generates heat over the entire length, the micro heaters 11 and 21 in FIGS. A heat generating part in which the heating wire 4 made of nichrome wire is housed, a non-heating part in which the non-heating wire 17 made of copper having a small heat generation amount due to low electrical resistivity is housed, and an alloy of nichrome and copper It can be divided into an intermediate heating part where the part 18 exists. Except for the presence of the non-heat generating wire 17 and the alloy portion 18, the same structure as that of the microheaters 10 and 20 in FIGS. 4 and 5 is used, and the same components are shown in FIGS. 6 and 7 by using the same reference numerals. .

図6、図7のマイクロヒータ11、21において、加熱対象物に接触して加熱する部分のみを発熱部にすることにより、無駄な消費電力が抑制され、また不要な加熱による機器の損傷を避けることができる。   In the microheaters 11 and 21 shown in FIGS. 6 and 7, only the portion that is heated in contact with the object to be heated is used as a heat generating portion, so that unnecessary power consumption is suppressed and damage to the equipment due to unnecessary heating is avoided. be able to.

図4乃至図7に示される、金属鞘管3に無機絶縁材粉末6を介在させて発熱線4、非発熱線17等の金属線を収容した部分はマイクロヒータケーブルと称されることが多く、以下、マイクロヒータケーブルはこの部分を指す。マイクロヒータケーブルは、特許文献2の図7、図8に示されるように仕上がり径より太いものを先ず作り、これをダイス引きやスエージングにより縮径して同文献の図6に示される所定の径のマイクロヒータケーブルに仕上げられる。   The portion shown in FIGS. 4 to 7 in which a metal sheath such as a heating wire 4 and a non-heating wire 17 is accommodated by interposing an inorganic insulating material powder 6 in a metal sheath tube 3 is often referred to as a micro heater cable. Hereinafter, the micro heater cable refers to this portion. As shown in FIGS. 7 and 8 of Patent Document 2, the microheater cable is first made thicker than the finished diameter, and this is reduced in diameter by die drawing or swaging, and the predetermined value shown in FIG. Finished in diameter micro heater cable.

図6、図7の非発熱部のあるマイクロヒータでは、縮径前の仕上がり径より太いマイクロケーブルを作る際に収容する金属線は、ニクロムを材質とする仕上がり径より太い発熱線4の両端に略同径の銅を材質とする非発熱線17を突合せ溶接したものである。   In the microheater having the non-heat generating portion shown in FIGS. 6 and 7, the metal wire accommodated when making the micro cable thicker than the finished diameter before the diameter reduction is formed at both ends of the heating wire 4 thicker than the finished diameter made of nichrome. A non-heating wire 17 made of copper having substantially the same diameter is butt welded.

発熱線4と非発熱線17の突合せ溶接において、発熱線4の材質であるニクロムと非発熱線17の材質の銅との合金部が不可避に生じ、この合金部が縮径後、伸張された合金部18となって、当該部の存在する部分がニクロムと銅の中間的な抵抗を持つ中間発熱部となる。   In the butt welding of the heating wire 4 and the non-heating wire 17, an alloy part of nichrome which is the material of the heating wire 4 and copper of the material of the non-heating wire 17 is inevitably generated, and this alloy part is expanded after being reduced in diameter. The alloy portion 18 becomes an intermediate heat generating portion having an intermediate resistance between nichrome and copper.

なお、銅線であってもジュール熱の発生は零ではない。単位長さ当りの発熱量は印加電流の2乗と単位長さ当りの抵抗値に比例するので、同じ電流が流れる繋がれた2種類の線の単位長さ当りの発熱量は単位長さ当りの抵抗値に比例する。2種類の線が同径であれば、単位長さ当りの抵抗値は電気抵抗率に比例することから、単位長さ当りの発熱量は電気抵抗率に比例する。図6、図7の非発熱部は、銅の電気抵抗率はニクロムの約1.6%であるので、単位長さ当りの発熱量が、発熱部の単位長さ当りの発熱量の約1.6%になっている。このように非発熱線、非発熱部であっても、発熱線、発熱部に比べて微小ではあるが発熱がある。以下においても、発熱線、発熱部に比べて発熱が微小である線、部分を、其々、非発熱線、非発熱部と言う。   Note that the generation of Joule heat is not zero even with copper wires. Since the calorific value per unit length is proportional to the square of the applied current and the resistance value per unit length, the calorific value per unit length of two connected lines through which the same current flows is per unit length. It is proportional to the resistance value. If the two types of wires have the same diameter, the resistance value per unit length is proportional to the electrical resistivity, so the amount of heat generated per unit length is proportional to the electrical resistivity. 6 and 7, the electrical resistivity of copper is about 1.6% of nichrome, so the amount of heat generated per unit length is about 1 of the amount of heat generated per unit length of the heat generating portion. It is 6%. As described above, the non-heat generating line and the non-heat generating part generate heat although they are small compared to the heat generating line and the heat generating part. In the following, lines and portions that generate less heat than heat generation lines and heat generation parts are referred to as non-heat generation lines and non-heat generation parts, respectively.

特開2010−257582号公報JP 2010-257582 A 特開2017−112079号公報JP 2017-1112079 A

よく知られているように、異種金属の溶接は難しい。前述ように、図6、図7に示した従来の非発熱部のあるマイクロヒータでは、材質がニクロムの発熱線4と銅を材質とする非発熱線17の縮径前の突合せ溶接が必要である。   As is well known, it is difficult to weld dissimilar metals. As described above, in the conventional microheater having the non-heating portion shown in FIGS. 6 and 7, butt welding before the diameter reduction of the heating wire 4 made of nichrome and the non-heating wire 17 made of copper is necessary. is there.

この突合せ溶接部において、図8(b)に示すような合金部18の膨らみと非発熱線17の凹み22が生じることが多い。この原因としては、銅の融点はニクロムより低く、また銅の熱伝導率は高いので、突合せ溶接時、ニクロムの融点まで昇温される前に銅は広範囲に溶融し、表面張力によって溶融した銅が未だ固体のニクロム側に移動し、溶接後は概略、図8(a)に示す形、つまり、合金部19の非発熱線17側が全周に膨らみ、非発熱線17の合金部19との境近くに全周に凹み23が生じた形になると考えられ、これを仕上がり径に縮径すると概略、図8(b)の合金部18の膨らみと非発熱線17の凹み22となる。   In this butt weld portion, the bulge of the alloy portion 18 and the dent 22 of the non-heating wire 17 as shown in FIG. The reason for this is that the melting point of copper is lower than that of nichrome and the thermal conductivity of copper is high. Therefore, during butt welding, the copper melts extensively before being heated to the melting point of nichrome, and the copper melted by the surface tension. Still moves to the solid nichrome side, and after welding, the shape shown in FIG. 8 (a), that is, the non-heating wire 17 side of the alloy portion 19 swells around the entire circumference, It is considered that a dent 23 is formed on the entire circumference near the boundary, and when this is reduced to the finished diameter, the bulge of the alloy portion 18 and the dent 22 of the non-heating line 17 in FIG.

ニクロムの発熱線4、銅の非発熱線17の熱膨張率と、無機絶縁材粉末6、金属鞘管3の熱膨張率が異なるために、マイクロヒータの使用時に発熱線4、非発熱線17には引張り、圧縮応力が生じる。この応力は、金属鞘管3との温度差が大きくなる昇温時、降温時に特に大きくなり、昇降温を繰り返すと、銅の非発熱線17の凹み22が生じて径が細くなっている箇所で断線が生じることがあるという問題が、従来の非加熱部のあるマイクロヒータにはあった。   Since the thermal expansion coefficients of the nichrome heating wire 4 and the copper non-heating wire 17 are different from those of the inorganic insulating material powder 6 and the metal sheath tube 3, the heating wire 4 and the non-heating wire 17 are used when the microheater is used. Tensile and compressive stresses are generated. This stress is particularly large when the temperature rises and falls when the temperature difference with the metal sheath 3 increases, and when the temperature rises and falls repeatedly, the dent 22 of the copper non-heating wire 17 is generated and the diameter is narrowed. The conventional microheater having a non-heating portion has a problem that disconnection may occur.

この問題の対策として従来の非発熱部のあるマイクロヒータにおいて、銅とニクロムの中間的な熱伝導率もしくは融点を持つ、ニッケルを主成分とする合金線、銅を主成分とする合金線、あるいは銅にニッケルがクラッドされた線などを発熱線と非発熱線の中継線とする場合もあった。この場合、ニクロムを材質とする発熱線に短い中継線を突合せ溶接し、この中継線に銅の非発熱線を突合せ溶接するので、非発熱線の凹みは小さくなる。しかし凹みが全く無くなることはなく、断線問題の完全な解消には至らない。また、この方法では、中継線の電気抵抗率は通常、ニクロムと銅の中間的な値になるため、中継線が図6、図7に示す中間発熱部になって、中間発熱部が長くなる問題が生じる。中間発熱部が長くなると当部での無駄な消費電力が増し、加熱すべきでない箇所が加熱される可能性が高まるという弊害が付随して生じるのである。   As a countermeasure against this problem, in a conventional microheater having a non-heating part, an alloy wire mainly composed of nickel, an alloy wire mainly composed of copper, having an intermediate thermal conductivity or melting point between copper and nichrome, or In some cases, a copper-clad nickel-clad wire or the like is used as a relay wire between a heating wire and a non-heating wire. In this case, since a short relay wire is butt welded to a heating wire made of nichrome, and a copper non-heating wire is butt welded to the relay wire, the dent of the non-heating wire is reduced. However, the dent does not disappear at all, and the disconnection problem cannot be completely solved. Also, in this method, the electrical resistance of the relay line is usually an intermediate value between nichrome and copper, so the relay line becomes the intermediate heat generating part shown in FIGS. 6 and 7, and the intermediate heat generating part becomes longer. Problems arise. If the intermediate heat generating portion becomes longer, useless power consumption in this portion increases, and the adverse effect of increasing the possibility that a portion that should not be heated increases.

本発明は、従来の非発熱部のあるマイクロヒータにおける、異種金属の溶接で生じる非発熱線の凹みに起因する断線問題に鑑みてなされたもので、非発熱線に凹みのない非発熱部のあるマイクロヒータを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the disconnection problem caused by the dent of the non-heat generation line caused by the welding of different metals in the conventional microheater having the non-heat generation section. It aims at providing a certain micro heater.

(第1の態様)
本発明による非発熱部のあるマイクロヒータは、
金属鞘管内に通電によりジュール熱を発生する金属を材質とする発熱線が収容され、金属鞘管内と発熱線との間に無機絶縁材粉末が充填されたマイクロヒータにおいて、
発熱線の一部に、発熱線の材質より電気抵抗率が低い材質の金属が表面周方向全体にメッキされていて、メッキのされていない発熱線よりメッキによって発熱量が少なくなっている、メッキのされた発熱線の存在する部分が非発熱部となっていることを特徴とするものである。

(First aspect)
A microheater having a non-heat generating portion according to the present invention,
In a microheater in which a heat generating wire made of a metal that generates Joule heat by energization in a metal sheath tube is housed, and an inorganic insulating material powder is filled between the metal sheath tube and the heat generating wire,
A part of the heating wire is plated with a metal having a lower electrical resistivity than the material of the heating wire on the entire surface in the circumferential direction, and the amount of heat generated by plating is less than that of an unplated heating wire. The part where the exothermic line is formed is a non-heat generating part.

このメッキされている部分は、メッキされていない部分より電気抵抗率が小さいためジュール熱の発生が抑制され、非発熱部となる。   Since the plated portion has a lower electrical resistivity than the unplated portion, the generation of Joule heat is suppressed and becomes a non-heat generating portion.

本発明による非発熱部のあるマイクロヒータでは、従来のように発熱線と非発熱線との突合せ溶接を行わないので、突合せ溶接で生じる非発熱線の凹みがなく、当凹みに起因する断線が発生しない。また、発熱線と非発熱線との突合せ溶接を行わないので、発熱線と非発熱線の合金部がなく、そのため中間発熱部が有意に存在せず、そこでの無駄な電力消費がない。   In the microheater having the non-heat generating portion according to the present invention, since the butt welding of the heat generating wire and the non-heat generating wire is not performed as in the conventional case, there is no dent of the non-heat generating wire caused by the butt welding, and the disconnection caused by the dent is Does not occur. Further, since the butt welding of the heat generating wire and the non-heat generating wire is not performed, there is no alloy portion of the heat generating wire and the non-heat generating wire, so that there is no significant intermediate heat generating portion, and there is no wasteful power consumption there.

(第2の態様)
上記の非発熱部のあるマイクロヒータにおいて、発熱線の材質はニクロムであり、発熱線の表面をメッキしている金属の材質は、銅であることが望ましい。
(Second aspect)
In the above-described microheater having a non-heat generating portion, the material of the heating wire is preferably nichrome, and the material of the metal plating the surface of the heating wire is preferably copper.

このような材質とすることにより、メッキされていない発熱線の発熱量が従来のマイクロヒータと同等になり、また、メッキの材質を電気抵抗率の低い銅とすることにより、非発熱部の発熱量を効率的に抑制できる。   By using such a material, the amount of heat generated by the non-plated heating wire is equivalent to that of a conventional microheater, and by using copper with a low electrical resistivity as the plating material, heat is generated from the non-heating part. The amount can be efficiently controlled.

(第3の態様)
この発熱線の材質をニクロム、メッキの材質を銅とした非発熱部のあるマイクロヒータにおいて、発熱線の表面をメッキしている金属の厚さは、発熱線の外径の3.5%以上の厚さであることが望ましい。
(Third aspect)
In a microheater with a non-heating part, where the heating wire material is Nichrome and the plating material is copper, the thickness of the metal plated on the surface of the heating wire is 3.5% or more of the outer diameter of the heating wire. It is desirable that the thickness be

前出のように、単位長さ当りの発熱量は単位長さ当りの抵抗値に比例する。ニクロム線の表面に銅がメッキされた線の抵抗値は、ニクロム線の抵抗と銅メッキの抵抗が並列に繋がれた回路の抵抗として求めることができ、銅の電気抵抗率がニクロムの約1.6%であることと、単位長さ当りの抵抗値は電気抵抗率を断面積で除した値であることを用いて、発熱線と同じ径のニクロム線に銅がメッキされた線の単位長さ当りの抵抗値を求めると、銅メッキの厚さがニクロムを材質とする発熱線の径の3.5%の厚さの場合に、メッキされている部分の存在する非発熱部の単位長さ当り抵抗値は、メッキされていない発熱線の存在する発熱部の単位長さ当り抵抗値の10%になる。   As described above, the heat generation amount per unit length is proportional to the resistance value per unit length. The resistance value of the copper-plated wire on the surface of the nichrome wire can be obtained as the resistance of a circuit in which the resistance of the nichrome wire and the resistance of the copper plating are connected in parallel. The electrical resistivity of copper is about 1 of that of nichrome. A unit of wire in which copper is plated on a nichrome wire of the same diameter as the heating wire using the fact that the resistance value per unit length is a value obtained by dividing the electrical resistivity by the cross-sectional area. When the resistance value per length is obtained, the unit of the non-heat generating part where the plated part is present when the thickness of the copper plating is 3.5% of the diameter of the heating wire made of nichrome. The resistance value per length is 10% of the resistance value per unit length of the heat generating portion where there is an unplated heating wire.

したがって、メッキされている銅の厚さを発熱線の外径の3.5%以上とすることにより、非発熱部の単位長さ当りの発熱量を、発熱部の単位長さ当りの発熱量の10%以下に抑えることができる。   Therefore, by setting the thickness of the plated copper to 3.5% or more of the outer diameter of the heating wire, the heating value per unit length of the non-heating part is reduced to the heating value per unit length of the heating part. Of 10% or less.

(第4の態様)
さらに、発熱線の材質をニクロム、メッキの材質を銅とした非発熱部のあるマイクロヒータにおいて、発熱線の表面をメッキしている金属の厚さは、発熱線の外径の20%以上の厚さであることが、より望ましい。
(Fourth aspect)
Furthermore, in a microheater having a non-heat generating portion in which the heating wire material is nichrome and the plating material is copper, the thickness of the metal plating the surface of the heating wire is 20% or more of the outer diameter of the heating wire. Thickness is more desirable.

メッキされている銅の厚さが発熱線の外径の20%の場合、上記と同様に非発熱部の単位長さ当りの抵抗値を求めると、メッキされていない発熱線の存在する発熱部の単位長さ当り抵抗値の約1.6%であり、これは、従来の銅の非発熱線の単位長さ当りの抵抗値と同等である。   When the thickness of the plated copper is 20% of the outer diameter of the heating wire, when the resistance value per unit length of the non-heating portion is obtained in the same manner as described above, the heating portion where there is an unplated heating wire The resistance value per unit length is about 1.6%, which is equivalent to the resistance value per unit length of a conventional copper non-heating wire.

そのため、メッキされている銅の厚さをニクロムの発熱線の外径の20%以上とすることにより、発熱部の単位長さ当りの発熱量に対する非発熱部の単位長さ当りの発熱量を、従来の銅を材質の非発熱線の場合の約1.6%と同等もしくはそれ以下の割合にすることができる。非発熱部の発熱量が小さくなった分、無駄な電力消費がなくなり、また、加熱が不要な箇所の加熱も減少する。   Therefore, by setting the thickness of the plated copper to 20% or more of the outer diameter of the nichrome heating wire, the heating value per unit length of the non-heating part relative to the heating value per unit length of the heating part is reduced. The ratio of the conventional copper can be made equal to or less than about 1.6% in the case of a non-heating wire made of a material. Since the amount of heat generated by the non-heat generating portion is reduced, unnecessary power consumption is eliminated, and heating at locations where heating is unnecessary is also reduced.

金属鞘管内に無機絶縁材粉末を介在して発熱線とそれにメッキがなされた部分を収容したマイクロヒータケーブルと言われる部分のこれまで工業界で使用されてきた外径は、1.6mm乃至6.4mmが主流で、そのニクロムの発熱線の外径は0.25mm乃至1.25mmが一般的である。銅メッキの厚さが発熱線外径の20%の場合、φ1.25mmの発熱線ではメッキ厚さが0.25mmである。   The outer diameter that has been used in the industry so far of the part called micro heater cable that contains the heating wire and the part plated with the inorganic insulating powder in the metal sheath tube is 1.6 mm to 6 .4 mm is the mainstream, and the outer diameter of the nichrome heating wire is generally 0.25 mm to 1.25 mm. When the thickness of the copper plating is 20% of the outer diameter of the heating wire, the plating thickness of the φ1.25 mm heating wire is 0.25 mm.

ここで、本発明の非発熱部のあるマイクロヒータケーブル製作においても従来と同様に、仕上がり径より太いものを先ず作り、これをダイス引きやスエージングにより縮径して所定の径のマイクロヒータケーブルに仕上げられる。非発熱部のないマイクロヒータでは縮径率を小さくして長尺のマイクロヒータケーブルを作り、これを切断して多本数のマイクロヒータが製作される。対して、非発熱部のあるマイクロヒータでは、発熱部の位置が使用する場所によって異なるため、また、発熱部と非発熱部があることから長尺のマイクロヒータケーブルを切断して多本数のマイクロヒータを製作することができないため、縮径率は通常2分の1から3分の1程度で、本発明による非発熱部のあるマイクロヒータも同程度の縮径率になる。仕上がり径での銅のメッキ厚さを0.25mmとするには、縮径前の銅メッキ厚さは、縮径率を2分の1として0.5mm、縮径率を3分の1として0.75mmが必要であるが、この厚さは特別の困難を伴わずに銅メッキができる厚さである。   Here, in the production of a microheater cable having a non-heat generating portion according to the present invention, as in the prior art, a thicker one than the finished diameter is first made, and then the diameter is reduced by die drawing or swaging to obtain a microheater cable having a predetermined diameter. Finished. In a microheater without a non-heat generating part, the diameter reduction rate is reduced to make a long microheater cable, and this is cut to produce a large number of microheaters. On the other hand, in a microheater with a non-heat generating portion, the position of the heat generating portion varies depending on the place where it is used. Also, since there are a heat generating portion and a non-heat generating portion, a long micro heater cable is cut and multiple micro heaters are cut. Since the heater cannot be manufactured, the diameter reduction rate is usually about one-half to one-third, and the micro-heater having the non-heat generating portion according to the present invention has the same diameter reduction rate. In order to set the copper plating thickness at the finished diameter to 0.25 mm, the copper plating thickness before reduction is 0.5 mm with a reduction ratio of 1/2, and the reduction ratio is 1/3. Although 0.75 mm is necessary, this thickness is a thickness that allows copper plating without any particular difficulty.

以上のとおり、本発明による非発熱部のあるマイクロヒータは、非発熱線に、従来生じることがあった発熱線との溶接部近くの凹みによる径の減少がなく、そのため、使用時に発生する応力によって、そこが断線する懸念がない。加えて、従来あった、発熱線と非発熱線の溶接部に生じる不要な中間発熱部がないという付随的効果も持っている。   As described above, the microheater having a non-heat generating portion according to the present invention does not have a decrease in diameter due to a dent near the welded portion with the heat generating wire that may occur in the non-heat generating wire. Therefore, there is no concern about disconnection. In addition, there is an incidental effect that there is no unnecessary intermediate heat generating portion that occurs in the welded portion of the heat generating wire and the non-heat generating wire.

本発明による非発熱部のあるマイクロヒータの第1実施形態を示す断面図Sectional drawing which shows 1st Embodiment of the micro heater with a non-heat-generating part by this invention 本発明による非発熱部のあるマイクロヒータの第2実施形態を示す断面図Sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the microheater with a non-heating part by this invention 本発明の第1実施形態における発熱線と非発熱線の境界部を示す断面図Sectional drawing which shows the boundary part of the exothermic line and non-exothermic line in 1st Embodiment of this invention 従来のマイクロヒータの基本的な第1の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the basic 1st structure of the conventional microheater 従来のマイクロヒータの基本的な第2の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the 2nd basic structure of the conventional microheater 従来の非発熱部のあるマイクロヒータの基本的な第1の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the basic 1st structure of the conventional microheater with a non-heat-generating part 従来の非発熱部のあるマイクロヒータの基本的な第2の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the 2nd basic structure of the conventional microheater with a non-heat-generating part 従来の非発熱部のあるマイクロヒータの基本的な第1の構成における発熱線と非発熱線の境界部を示す断面図Sectional drawing which shows the boundary part of the exothermic line and non-exothermic line in the basic 1st structure of the conventional microheater with a non-exothermic part

本発明を実施するための第1と第2の2つの実施形態について説明する。   First and second embodiments for carrying out the present invention will be described.

(第1実施形態)
図1は本発明による非発熱部のあるマイクロヒータの第1実施形態を示す断面図で、図1(a)は長手方向断面図であり、図1(b)(c)は其々、図1(a)のA−A断面、B−B断面である。但し、図1(a)の端末スリーブ7とリード線80、81の絶縁被覆13,15は外形で描いており、見易くするために、図1(b)(c)は図1(a)より大きい縮尺で描いている。また、図中の符号は、図4乃至図7に示した従来のマイクロヒータと同じ機能の構成部品は図4乃至図7と同じ符号を付しており、これは後掲載の図3も同様である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a microheater having a non-heat generating portion according to the present invention, FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view, and FIGS. 1 (b) and 1 (c) are respectively diagrams. It is the AA cross section of 1 (a), and a BB cross section. However, the terminal sleeve 7 and the insulation coatings 13 and 15 of the lead wires 80 and 81 in FIG. 1A are drawn in outline, and FIG. 1B and FIG. It is drawn at a large scale. In addition, the reference numerals in the drawings are the same as those in FIGS. 4 to 7 for components having the same functions as those of the conventional microheater shown in FIGS. 4 to 7, and this also applies to FIG. It is.

この第1実施形態の非発熱部のあるマイクロヒータ1は、金属鞘管3内に無機絶縁材粉末6を介在させて、金属を材質とし、通電によりジュール熱を発生する発熱線4が収容されおり、この発熱線4には、発熱線4の材質より電気抵抗率の低い金属を材質とするメッキ5が表面にされた部分があり、このメッキ5がされた部分が非発熱線となっている。メッキ5がされている部分は、メッキ5がされていない部分より電気抵抗率が小さいためジュール熱の発生が抑制されて非発熱線となり、この部分が非発熱部となる。また、メッキ5がされていない部分が正規の発熱をして発熱部となるのである。   The microheater 1 having a non-heat generating portion according to the first embodiment accommodates a heating wire 4 made of metal and generating Joule heat when energized with an inorganic insulating material powder 6 interposed in a metal sheath tube 3. The heating wire 4 has a portion on the surface of which a plating 5 made of a metal having a lower electrical resistivity than the material of the heating wire 4 is formed, and the portion on which the plating 5 is applied becomes a non-heating wire. Yes. The portion where the plating 5 is applied has a lower electrical resistivity than the portion where the plating 5 is not applied, so that the generation of Joule heat is suppressed and becomes a non-heat generation line, and this portion becomes a non-heat generation portion. In addition, the portion where the plating 5 is not formed normally generates heat and becomes a heat generating portion.

金属鞘管3、無機絶縁材粉末6、ならびに金属鞘管3の両端部に端末スリーブ7が設けられていて、端末スリーブ7には通電のためのリード線80、81の絶縁被覆13,15から剥き出された導体14、16が繋がれている構造は、図6に示した従来の非発熱部のあるマイクロヒータ11と同じである。なお、端末スリーブ7内の構造は、本特許出願と同一出願人による特許文献1の図1おいて符号22で示されている発熱線と符号13で示されている導体を各1本とした構造である。   Terminal sleeves 7 are provided at both ends of the metal sheath tube 3, the inorganic insulating material powder 6, and the metal sheath tube 3, and the terminal sleeve 7 includes insulation coatings 13 and 15 of lead wires 80 and 81 for energization. The structure in which the exposed conductors 14 and 16 are connected is the same as that of the microheater 11 having the conventional non-heat generating portion shown in FIG. In addition, the structure in the terminal sleeve 7 made the heating wire shown with the code | symbol 22 in FIG. 1 of the patent document 1 and the conductor shown with the code | symbol 13 by the same applicant as this patent application one each. Structure.

この非発熱部のあるマイクロヒータ1では、従来のように発熱線と非発熱線との突合せ溶接を行わないので、突合せ溶接で生じる非発熱線の凹みがなく、当凹みに起因する断線が発生しない。また、発熱線と非発熱線の合金部がないため中間発熱部が有意に存在せず、そこでの無駄な電力消費がない。   In the microheater 1 having the non-heat generating portion, since the butt welding of the heat generating wire and the non-heat generating wire is not performed as in the conventional case, there is no dent of the non-heat generating wire caused by the butt welding, and the disconnection due to the dent occurs. do not do. Moreover, since there is no alloy part of a heating wire and a non-heating wire, there is no intermediate heating part, and there is no wasteful power consumption there.

使用材質に関し、本実施形態における発熱線4の材質はニクロムで、メッキ5の材質は銅である。発熱線4の材質としては、電気抵抗率が高く発熱量の多いニクロムが従来から使用されており、本実施形態においても発熱線4の材質をニクロムとすることにより、発熱部の発熱量を従来のマイクロヒータと同等にしている。また、メッキ5の材質を電気抵抗率の低い銅とすることにより、非発熱部の発熱量を効率的に抑制している。   Regarding the material used, the material of the heating wire 4 in this embodiment is nichrome, and the material of the plating 5 is copper. As the material of the heating wire 4, nichrome having a high electrical resistivity and a large amount of heat generation has been conventionally used. Also in this embodiment, the heating wire 4 is made of nichrome, so that the heat generation amount of the heating portion is conventionally increased. It is equivalent to the micro heater. Further, the amount of heat generated in the non-heat generating portion is efficiently suppressed by using copper having a low electrical resistivity as the material of the plating 5.

本実施形態の他の材質は、金属鞘管3がSUS316、無機絶縁材粉末6がマグネシアである。勿論、発熱線4、メッキ5、金属鞘管3及び無機絶縁材粉末6の材質は、メッキ5の材質の電気抵抗率が発熱線4の材質より低い条件を満たしておれば、これらに限ったものではなく、温度等の使用条件によって材質を変えてもよい。   As other materials of the present embodiment, the metal sheath tube 3 is SUS316, and the inorganic insulating material powder 6 is magnesia. Of course, the material of the heating wire 4, the plating 5, the metal sheath tube 3, and the inorganic insulating material powder 6 is limited to these as long as the electric resistivity of the material of the plating 5 satisfies the condition lower than that of the material of the heating wire 4. The material may be changed depending on use conditions such as temperature.

断面形状に関し、本実施形態の金属鞘管3の外径は3.2mm、内径は2.56mmで、発熱線4の外径は0.77mm、メッキ5の厚さは0.16mmで、非発熱線の外径は1.09mmである。この金属鞘管3の内径、発熱線4の外径は其々、図4に示した従来の金属鞘管3の外径が3.2mmのマイクロヒータ10及び図6に示した従来の金属鞘管3の外径が3.2mmの非発熱部のあるマイクロヒータ11の、金属鞘管3の標準的な内径、発熱線4及び非発熱線17の標準的な外径と略同じに合わせている。   Regarding the cross-sectional shape, the outer diameter of the metal sheath tube 3 of this embodiment is 3.2 mm, the inner diameter is 2.56 mm, the outer diameter of the heating wire 4 is 0.77 mm, and the thickness of the plating 5 is 0.16 mm. The outer diameter of the heating wire is 1.09 mm. The inner diameter of the metal sheath tube 3 and the outer diameter of the heating wire 4 are the microheater 10 having the outer diameter of the conventional metal sheath tube 3 shown in FIG. 4 of 3.2 mm and the conventional metal sheath shown in FIG. The microheater 11 having a non-heat generating portion with an outer diameter of the tube 3 of 3.2 mm is set to be approximately the same as the standard inner diameter of the metal sheath tube 3, the standard outer diameter of the heating wire 4 and the non-heating wire 17. Yes.

単位長さ当りの発熱量は単位長さ当りの抵抗値に比例する。ニクロムを材質とする外径0.77mmの発熱線4の表面に銅のメッキ5が厚さ0.16mm、つまり発熱線4の外径の約20%の厚さでなされた非発熱線の抵抗値は、ニクロム線の抵抗と銅メッキの抵抗が並列に繋がれた回路の抵抗として求めることができ、銅の電気抵抗率がニクロムの約1.6%であることと、単位長さ当りの抵抗値は電気抵抗率を断面積で除した値であることを用いて、非発熱線の単位長さ当りの抵抗値を求めると、発熱線4の抵抗値の約1.6%で、これは、従来の外径0.77mmの銅を材質とする非発熱線の単位長さ当りの抵抗値と同等である。したがって、本実施形態の発熱線4の単位長さ当りの発熱量に対する非発熱部の単位長さ当りの発熱量は、従来の銅の非発熱線の場合の約1.6%と同等である。   The amount of heat generated per unit length is proportional to the resistance value per unit length. Resistance of a non-heating wire in which copper plating 5 is made 0.16 mm thick on the surface of a heating wire 4 made of nichrome and having an outer diameter of 0.77 mm, that is, about 20% of the outer diameter of the heating wire 4 The value can be obtained as the resistance of a circuit in which the resistance of the nichrome wire and the resistance of the copper plating are connected in parallel, and the electrical resistivity of copper is about 1.6% of that of nichrome, Using the resistance value divided by the cross-sectional area, the resistance value per unit length of the non-heating wire is about 1.6% of the resistance value of the heating wire 4, Is equivalent to the resistance value per unit length of a conventional non-heating wire made of copper having an outer diameter of 0.77 mm. Therefore, the heat generation amount per unit length of the non-heating portion relative to the heat generation amount per unit length of the heat generation wire 4 of this embodiment is equivalent to about 1.6% in the case of the conventional copper non-heat generation wire. .

メッキ5の厚さを増せば、メッキ5がなされた部分である非発熱線の単位長さの発熱量はさらに少なくなるし、メッキ5の厚さを薄くすれば、非発熱線の単位長さの発熱量は増える。本実施形態において、メッキ5の厚さを0.03mm、つまり発熱線4の外径0.77mmの約3.5%とすれば、非発熱線の単位長さ当りの発熱量は、発熱線の10%程度に抑えることができる。   If the thickness of the plating 5 is increased, the amount of heat generated by the unit length of the non-heating line, which is the portion where the plating 5 is made, is further reduced. If the thickness of the plating 5 is reduced, the unit length of the non-heating line is reduced. The calorific value of increases. In this embodiment, if the thickness of the plating 5 is 0.03 mm, that is, about 3.5% of the outer diameter of the heating wire 4 is about 3.5%, the amount of heat generated per unit length of the non-heating wire is the heating wire. Of about 10%.

本実施形態でも従来と同様、金属鞘管3内に無機絶縁材粉末6を介在して発熱線4とそれにメッキ5がなされた部分を収容したマイクロヒータケーブルと言われる部分の製作において、前出のように、仕上がり径より太いものを先ず作り、これをダイス引きやスエージングにより径を2分の1乃至3分の1に縮径して外径3.2mmのマイクロヒータケーブルに仕上げられる。本実施形態では、縮径率2分の1の場合は、縮径前の金属鞘管3の外径は6.4mm、発熱線4の外径は約1.5mm、銅のメッキ5の厚さは約0.32mmであり、3分の1の場合は、縮径前の金属鞘管3の外径は9.6mm、発熱線4の外径は約2.3mm、銅のメッキ5の厚さは約0.47mmである。   In the present embodiment, as in the prior art, in the production of a portion called a micro heater cable in which the inorganic sheath powder 6 is interposed in the metal sheath tube 3 and the heating wire 4 and the portion plated with the heating wire 4 are accommodated, As shown in FIG. 5, a product thicker than the finished diameter is first made, and the diameter is reduced to one-half to one-third by die drawing or swaging to finish a micro heater cable having an outer diameter of 3.2 mm. In this embodiment, when the diameter reduction ratio is 1/2, the outer diameter of the metal sheath tube 3 before the diameter reduction is 6.4 mm, the outer diameter of the heating wire 4 is about 1.5 mm, and the thickness of the copper plating 5 In the case of one third, the outer diameter of the metal sheath tube 3 before the diameter reduction is 9.6 mm, the outer diameter of the heating wire 4 is about 2.3 mm, and the copper plating 5 The thickness is about 0.47 mm.

図3は本発明の第1実施形態における発熱線と非発熱線の境界部を示す断面図で、図3(a)はマイクロヒータケーブル製作時の縮径前の断面、図3(b)は縮径後の断面、図3(c)は図3(b)の鎖線で囲んだ縮径後の発熱線4と銅のメッキ5がなされた非発熱線との境界部の拡大図である。図3(a)に示すように、銅のメッキ5がなされた部分と、メッキ5がなされていない発熱線4のみの部分は、従来のような合金部がないので明確に分かれており、これを図3(b)のように縮径しても図3(c)に示す如く、銅のメッキ5が徐々に薄くなった図6の中間発熱部に相当する部分の範囲は極めて短く、中間発熱部の存在は無いに等しい。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing the boundary between the heat generating wire and the non-heat generating wire in the first embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a cross section before diameter reduction at the time of manufacturing the micro heater cable, and FIG. FIG. 3C is an enlarged view of the boundary portion between the heat generation wire 4 after the diameter reduction and the non-heat generation line on which the copper plating 5 is made, surrounded by the chain line in FIG. 3B. As shown in FIG. 3 (a), the portion where the copper plating 5 is made and the portion where only the heating wire 4 where the plating 5 is not made are clearly separated because there is no conventional alloy portion. 3 (b), the range of the portion corresponding to the intermediate heat generating portion in FIG. 6 where the copper plating 5 is gradually thinned is extremely short as shown in FIG. 3 (c). It is equivalent to the absence of a heat generating part.

(第2実施形態)
図2は本発明による非発熱部のあるマイクロヒータの第2実施形態を示す断面図で、図2(a)は長手方向断面図であり、図2(b)(c)は其々、図2(a)のC−C断面、D−D断面である。但し、図2(a)の端末スリーブ7とリード線80、81の絶縁被覆13,15は外形で描いており、見易くするために、図2(b)(c)は図2(a)より大きい縮尺で描いている。また、図中の符号は、図4乃至図7に示した従来のマイクロヒータと同じ機能の構成部品は図4乃至図7と同じ符号を付している。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a microheater having a non-heat generating portion according to the present invention, FIG. 2 (a) is a longitudinal cross-sectional view, and FIGS. 2 (b) and 2 (c) are respectively diagrams. It is CC cross section of 2 (a), and DD cross section. However, the terminal sleeve 7 and the insulating coatings 13 and 15 of the lead wires 80 and 81 in FIG. 2A are drawn in outline, and FIG. 2B and FIG. 2C are obtained from FIG. It is drawn at a large scale. Also, the reference numerals in the figure denote the same components as those in the conventional microheater shown in FIGS. 4 to 7, as in FIGS. 4 to 7.

この第2実施形態の非発熱部のあるマイクロヒータ2は、金属鞘管3内に無機絶縁材粉末6を介在させて、金属を材質とし、通電によりジュール熱を発生する発熱線4が収容されており、この発熱線4には、発熱線4の材質より電気抵抗率の低い金属を材質とするメッキ5が表面にされた部分があり、このメッキ5がされた部分が非発熱線となっているのは、第1実施形態と同様である。このメッキ5がされている部分は、このメッキ5がされていない部分より電気抵抗率が小さいためジュール熱の発生が抑制されて非発熱線となり、この部分が非発熱部となる。また、メッキ5がされていない部分が正規の発熱をして発熱部となるのも第1実施形態と同じである。   In the microheater 2 having a non-heat generating portion of the second embodiment, an inorganic insulating material powder 6 is interposed in a metal sheath tube 3, and a heating wire 4 made of metal and generating Joule heat when energized is accommodated. The heating wire 4 has a portion with a plating 5 made of a metal having a lower electrical resistivity than the material of the heating wire 4 on the surface, and the portion with the plating 5 becomes a non-heating wire. This is the same as in the first embodiment. The portion where the plating 5 is applied has a lower electrical resistivity than the portion where the plating 5 is not applied, so that the generation of Joule heat is suppressed and becomes a non-heat generation line, and this portion becomes a non-heat generation portion. In addition, as in the first embodiment, the portion that is not plated 5 generates normal heat and becomes a heat generating portion.

この非発熱線以外の、金属鞘管3、無機絶縁材粉末6、ならびに金属鞘管3の端部に端末スリーブ7が設けられていて、端末スリーブ7には通電のためのリード線80、81の絶縁被覆13,15から剥き出された導体14、16が繋がれている構造は、図7に示した従来の非発熱部のあるマイクロヒータ21と同じである。端末スリーブ7内の構造は、特許文献1の図1に示されている構造である。   A terminal sleeve 7 is provided at the end of the metal sheath tube 3, the inorganic insulating material powder 6, and the metal sheath tube 3 other than the non-heat generating wire, and the terminal sleeve 7 has lead wires 80 and 81 for energization. The structure in which the conductors 14 and 16 exposed from the insulating coatings 13 and 15 are connected is the same as the conventional microheater 21 having a non-heat generating portion shown in FIG. The structure in the terminal sleeve 7 is the structure shown in FIG.

発熱線4、メッキ5、金属鞘管3及び無機絶縁材粉末6の材質は第1実施形態と同じである。メッキ5の材質の電気抵抗率が発熱線4の材質より低い条件を満たしておれば、これらに限ったものではなく、使用条件によって材質を変えてもよいのも第1実施形態と同じである。   The materials of the heating wire 4, the plating 5, the metal sheath 3 and the inorganic insulating material powder 6 are the same as those in the first embodiment. As long as the electric resistivity of the material of the plating 5 satisfies the condition lower than that of the material of the heating wire 4, the material is not limited to these, and the material may be changed depending on the use conditions as in the first embodiment. .

断面寸法については、本実施形態の金属鞘管3の外径は3.2mm、内径は2.56mmで、発熱線4の外径は0.31mm、メッキ5の厚さは0.07mmで、非発熱線の外径は0.45mmである。この金属鞘管3の内径、発熱線4の外径は其々、図5に示した従来の金属鞘管3の外径が3.2mmのマイクロヒータ20及び図7に示した従来の金属鞘管3の外径が3.2mmの非発熱部のあるマイクロヒータ21の、金属鞘管3の標準的な内径、発熱線4及び非発熱線17の標準的な外径と略同じに合わせている。   Regarding the cross-sectional dimensions, the outer diameter of the metal sheath tube 3 of the present embodiment is 3.2 mm, the inner diameter is 2.56 mm, the outer diameter of the heating wire 4 is 0.31 mm, and the thickness of the plating 5 is 0.07 mm. The outer diameter of the non-heating wire is 0.45 mm. The inner diameter of the metal sheath tube 3 and the outer diameter of the heating wire 4 are the microheater 20 having the outer diameter of the conventional metal sheath tube 3 shown in FIG. 5 of 3.2 mm and the conventional metal sheath shown in FIG. The microheater 21 having a non-heat generating portion with an outer diameter of the tube 3 of 3.2 mm is set to be approximately the same as the standard inner diameter of the metal sheath tube 3 and the standard outer diameter of the heating wire 4 and the non-heating wire 17. Yes.

非発熱線の単位長さ当りの抵抗値を求めると、第2実施形態も第1実施形態と同じく発熱線4の抵抗値の約1.6%で、これは、従来の外径0.31mmの銅の非発熱線の単位長さ当りの抵抗値と同等である。したがって本実施形態も、発熱線4の単位長さ当りの発熱量に対する非発熱部の単位長さ当りの発熱量は、従来の銅の非発熱線の場合の約1.6%と同等である。   When the resistance value per unit length of the non-heating wire is obtained, the second embodiment is about 1.6% of the resistance value of the heating wire 4 as in the first embodiment, which is a conventional outer diameter of 0.31 mm. It is equivalent to the resistance value per unit length of the copper non-heating wire. Therefore, also in this embodiment, the heat generation amount per unit length of the non-heat generating portion relative to the heat generation amount per unit length of the heat generation wire 4 is equivalent to about 1.6% in the case of the conventional copper non-heat generation wire. .

メッキ5の厚さを増せば、メッキ5がなされた部分である非発熱線の単位長さの発熱量はさらに少なくなるし、メッキ5の厚さを薄くすれば、非発熱線の単位長さの発熱量は増えることも第1実施形態と同じで。この第2実施形態において、メッキ5の厚さを0.01mm、つまり発熱線4の外径0.31mmの約3.5%とすれば、非発熱線の単位長さ当りの発熱量は、発熱線の10%程度に抑えることができる。   If the thickness of the plating 5 is increased, the amount of heat generated by the unit length of the non-heating line, which is the portion where the plating 5 is made, is further reduced. If the thickness of the plating 5 is reduced, the unit length of the non-heating line is reduced. The amount of generated heat increases as in the first embodiment. In this second embodiment, if the thickness of the plating 5 is 0.01 mm, that is, about 3.5% of the outer diameter of the heating wire 4 is about 3.5%, the heat generation amount per unit length of the non-heating wire is It can be suppressed to about 10% of the heating wire.

また本実施形態でも第1実施形態及び従来と同様、マイクロヒータケーブルの製作において、仕上がり径より太いものを先ず作り、これをダイス引きやスエージングにより径を2分の1乃至3分の1に縮径して、外径3.2mmのマイクロヒータケーブルに仕上げられる。本実施形態では、縮径率2分の1の場合は、縮径前の発熱線4の外径は6.4mm、銅のメッキ5の厚さは約0.13mmであり、3分の1の場合は、縮径前の発熱線4の外径は9.6mm、銅のメッキ5の厚さは約0.19mmである。   Also in this embodiment, as in the first embodiment and the prior art, in the manufacture of the micro heater cable, a thicker one than the finished diameter is first made, and then the diameter is reduced to one-half to one-third by dicing or swaging. The diameter is reduced to a micro heater cable having an outer diameter of 3.2 mm. In this embodiment, when the diameter reduction ratio is ½, the outer diameter of the heating wire 4 before the diameter reduction is 6.4 mm, and the thickness of the copper plating 5 is about 0.13 mm. In this case, the outer diameter of the heating wire 4 before diameter reduction is 9.6 mm, and the thickness of the copper plating 5 is about 0.19 mm.

従来のような合金部がないので縮径前のマイクロヒータケーブルでは発熱線4と非発熱線が明確に分かれており、これを縮径しても中間発熱部は無いに等しいのは、本実施形態においても、第1実施形態と同じである。   Since there is no alloy part as in the prior art, the heating wire 4 and the non-heating wire are clearly separated in the microheater cable before the diameter reduction. Even if the diameter is reduced, there is no intermediate heating part. The form is the same as that of the first embodiment.

以上、2つの実施形態でのマイクロヒータケーブルの仕上がり径つまり金属鞘管3の外径は3.2mmであるが、従来、工業界で使用されてきたマイクロヒータケーブルの主流は前出のように、1.6mm乃至6.4mmであり、本発明の非発熱部のあるマイクロヒータのマイクロヒータケーブルも従来と同様のこれらの外径としてもよく、外径に合わせて発熱線4の径、メッキ5の厚さが変えられる。上記金属鞘管3の外径の範囲で銅のメッキ5の厚さ等が制限になることはないのは前出のとおりである。   As described above, the finished diameter of the microheater cable in the two embodiments, that is, the outer diameter of the metal sheath tube 3 is 3.2 mm, but the mainstream of the microheater cable conventionally used in the industry is as described above. 1.6 mm to 6.4 mm, and the microheater cable of the microheater having the non-heat generating portion of the present invention may have the same outer diameter as before, the diameter of the heating wire 4 according to the outer diameter, plating The thickness of 5 can be changed. As described above, the thickness of the copper plating 5 is not limited within the range of the outer diameter of the metal sheath tube 3.

なお、マイクロヒータケーブルの全長、発熱部の位置と長さについては、端末スリーブと加熱対象物との距離や、加熱対象物の大きさなどの使用条件によって決められるもので、予め定まった制約はない。   The total length of the microheater cable and the position and length of the heat generating part are determined by the use conditions such as the distance between the terminal sleeve and the heating object, the size of the heating object, and the predetermined restrictions are Absent.

1 非発熱部のあるマイクロヒータ(第1実施形態)
2 非発熱部のあるマイクロヒータ(第2実施形態)
3 金属鞘管
4 発熱線
5 メッキ
6 無機絶縁材粉末
7 端末スリーブ
80、81 リード線
13、15 リード線の絶縁被覆
14、16 リード線の導体
1 Micro heater with non-heat generating part (first embodiment)
2 Micro heater with non-heat generating part (second embodiment)
3 Metal sheath tube 4 Heating wire 5 Plating 6 Inorganic insulating powder 7 Terminal sleeve 80, 81 Lead wire 13, 15 Lead wire insulation coating 14, 16 Lead wire conductor

Claims (4)

金属鞘管内に通電によりジュール熱を発生する金属を材質とする発熱線が収容され、該金属鞘管内と該発熱線との間に無機絶縁材粉末が充填されたマイクロヒータにおいて、
前記発熱線の一部に、該発熱線の材質より電気抵抗率が低い材質の金属が表面周方向全体にメッキされていて、該メッキのされていない発熱線より該メッキによって発熱量が少なくなっている、該メッキのされた発熱線の存在する部分が非発熱部となっていることを特徴とする非発熱部のあるマイクロヒータ。
In a microheater in which a heating wire made of a metal that generates Joule heat by energization in a metal sheath tube is housed, and an inorganic insulating material powder is filled between the metal sheath tube and the heating wire,
A part of the heating wire is plated with a metal having a lower electrical resistivity than the material of the heating wire on the entire surface in the circumferential direction, and the amount of heat generated by the plating is less than that of the heating wire not plated. A microheater having a non-heat generating portion , wherein the portion where the plated heating wire exists is a non-heat generating portion.
前記発熱線の材質は、ニクロムであり、
前記発熱線の表面をメッキしている金属の材質は、銅であることを特徴とする請求項1記載の非発熱部のあるマイクロヒータ。
The material of the heating wire is nichrome,
2. The microheater with a non-heat generating portion according to claim 1, wherein the metal material plating the surface of the heating wire is copper.
前記発熱線の表面をメッキしている金属の厚さは、該発熱線の外径の3.5%以上の厚さである請求項2記載の非発熱部のあるマイクロヒータ。   3. The microheater having a non-heat generating portion according to claim 2, wherein the thickness of the metal plating the surface of the heating wire is 3.5% or more of the outer diameter of the heating wire. 前記発熱線の表面をメッキしている金属の厚さは、該発熱線の外径の20%以上の厚さである請求項3記載の非発熱部のあるマイクロヒータ。



4. The microheater with a non-heat generating part according to claim 3, wherein the thickness of the metal plating the surface of the heating wire is 20% or more of the outer diameter of the heating wire.



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