JP7706552B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、加熱装置に関する。

従来、複数のカートリッジヒータが側面から挿入された加熱板を有し、かかる加熱板に対象物を接触させることによって対象物を加熱する加熱装置が知られている。特許文献１には、加熱板からの熱の散逸を防ぐために、加熱板の裏面（加熱面の反対側に位置する面）の略全面に断熱材が設けられた加熱装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０２１－００３８８５号公報

実施形態の一態様による加熱装置は、加熱プレートと、複数のヒータと、集合電極と、を備える。加熱プレートは、加熱面と、該加熱面の反対側に位置する複数の凹部と、を有する。複数のヒータは、複数の凹部にそれぞれ位置しているとともに、それぞれリード電極に接続される。集合電極は、２以上のリード電極に接続される。

図１は、実施形態に係る加熱装置をＹ軸負方向から見た側面図である。 図２は、実施形態に係るヒータの断面図である。 図３は、実施形態に係る加熱装置をＺ軸正方向から見た平面図である。 図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線における断面図である。 図５は、図３に示すＶ－Ｖ線における断面図である。 図６は、実施形態に係る加熱装置をＸ軸負方向から見た側面図である。 図７は、図６に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視における断面図である。 図８は、実施形態に係る加熱装置をＹ軸正方向から見た側面図である。 図９は、実施形態に係る複数の陰極側集合電極をＺ軸負方向から見た平面図である。 図１０は、第１変形例に係る陽極側集合電極の断面図である。 図１１は、第２変形例に係る陽極側集合電極の断面図である。 図１２は、第３変形例に係る複数の陽極側集合電極をＸ軸負方向から見た側面図である。 図１３は、第４変形例に係る加熱装置をＹ軸負方向から見た側面図である。 図１４は、第５変形例に係る加熱装置をＸ軸負方向から見た側面図である。

以下に、本開示による加熱装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による加熱装置が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、たとえば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

また、以下で参照する各図は、説明の便宜上の模式的なものである。したがって、細部は省略されることがあり、また、寸法比率は必ずしも現実のものとは一致していない。

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。

カートリッジヒータは、長手方向に温度分布が生じる。このため、特許文献１に記載の技術のように断熱材を用いて熱の散逸を防ぐ構成では、断熱材の中央部付近における金属板の温度と外周部付近における金属板の温度とに差が生じやすく、金属板の温度を均一にすることが難しかった。

また、複数のカートリッジヒータにおいて発生した熱が各カートリッジヒータのリード電極からバラバラに散逸することで、金属板の温度が不均一化するおそれがあった。

そこで、均熱性の向上を図ることができる加熱装置の提供が期待されている。

図１は、実施形態に係る加熱装置１００をＹ軸負方向から見た側面図である。以下では、加熱装置１００を加熱対象物に接触させる際に加熱対象物側に位置する面が「上面」であり、加熱対象物とは反対側に位置する面が「下面」であるものとする。なお、これに限らず、加熱装置１００は、例えば上下反転して使用されてもよく、任意の姿勢で使用されてよい。

図１に示す加熱装置１００は、加熱プレート１１０、固定プレート１２０、複数のヒータ１３０、及び支持プレート１５０を有する。また、加熱装置１００は、複数の陽極側集合電極１６０と、複数の陰極側集合電極１７０とを有する。陽極側集合電極１６０と、陰極側集合電極１７０とは、集合電極の一例である。

加熱プレート１１０は、例えば金属製の板状部材である。加熱プレート１１０は、加熱対象物と接触可能な上面１１０ａを有する。すなわち、加熱プレート１１０の上面１１０ａが加熱対象物を加熱する加熱面となる。上面１１０ａは、例えば、加熱対象物の一例としての金型の加熱に用いられる。加熱プレート１１０の加熱面とは反対側の下面１１０ｂ（反対面の一例）には、複数のヒータ１３０がそれぞれ挿入される複数の凹部１１３（図３、図５等参照）が位置している。

複数のヒータ１３０は、複数の凹部１１３にそれぞれ挿入される。言い換えれば、複数のヒータ１３０は、複数の凹部１１３にそれぞれ位置する。これにより、複数のヒータ１３０は、加熱面である加熱プレート１１０の上面１１０ａに対して垂直となるように配置される。このように、複数のヒータ１３０を加熱プレート１１０の加熱面に対して垂直に配置することにより、複数のヒータ１３０と加熱面との間の距離のばらつきが抑制されることから、加熱面の面内での均熱性を向上させることができる。また、ヒータ１３０は、長手方向に温度分布が生じる。これに対し、複数のヒータ１３０を加熱プレート１１０の加熱面に対して垂直に配置することにより、上面１１０ａの中央部と外周部とで、ヒータ１３０の温度分布に起因する温度差が生じることを抑制することができる。

ここで、ヒータ１３０の構成について図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係るヒータ１３０の断面図である。

図２に示すように、実施形態に係るヒータ１３０は、ヒータ本体１３１と、固定部材１３２と、陽極側リード電極１３３と、陰極側リード電極１３４とを有する。陽極側リード電極１３３と、陰極側リード電極１３４とは、リード電極の一例である。

ヒータ本体１３１は、セラミックヒータである。ヒータ本体１３１は、セラミック体の内部に発熱抵抗体１３１ａを有する。ヒータ本体１３１をセラミックヒータとすることにより、金属製である加熱プレート１１０とヒータ本体１３１との間の焼き付きを抑制することができる。したがって、たとえば、ヒータ本体１３１が加熱プレート１１０に焼き付くことでヒータ１３０が交換できなくなるといった不具合が生じにくい。

ヒータ本体１３１の長さ、すなわちセラミック体の長さは、例えば、１ｍｍ以上２００ｍｍ以下程度とすることができる。また、セラミック体の外寸は、例えば、０．５ｍｍ以上１００ｍｍ以下程度とすることができる。

ヒータ本体１３１の形状、すなわちセラミック体の形状は、たとえば円柱状である。なお、ヒータ本体１３１の形状は、円柱状に限らず、例えば楕円柱状または角柱状であってもよい。セラミック体の材料は、例えば、絶縁性を有するセラミックである。セラミック体の材料としては、例えば、酸化物セラミックス、窒化物セラミックスまたは炭化物セラミックス等を使用することができる。

発熱抵抗体１３１ａは、電流が流れることによって発熱する部材である。発熱抵抗体１３１ａは、一方の端部において後述する陽極側リード電極１３３のコイル部１３３ａに接続される。また、発熱抵抗体１３１ａは、他方の端部において後述する陰極側リード電極１３４のコイル部１３４ａに接続される。

発熱抵抗体１３１ａは、例えば、タングステン、モリブデンなどを含む高抵抗の導体を含んでよい。発熱抵抗体１３１ａの寸法は、例えば幅を０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下に、厚みを０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に、全長を１ｍｍ以上５００ｍｍ以下にすることができる。また、発熱抵抗体１３１ａは、例えばタングステンカーバイドを含む導電性セラミックスであってもよい。この場合は、セラミック体と発熱抵抗体１３１ａとの熱膨張差を低減できる。これにより、セラミック体と発熱抵抗体１３１ａとの間の熱応力を低減できる。その結果、ヒータ本体１３１の耐久性を高めることができる。

固定部材１３２は、ヒータ本体１３１の周面を囲む筒状をなしている。固定部材１３２は、たとえば、第１部材１３２ａと第２部材１３２ｂとを有する。

第１部材１３２ａの外周面には、おねじ１３２ｃが位置している。第１部材１３２ａの材料は、例えば、耐熱性を有する金属材料である。固定部材１３２の材料としては、例えば、ＦｅまたはＮｉ等を含有する合金を使用することができる。具体的には、固定部材１３２は、ステンレス鋼、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金またはＮｉ系耐熱合金等を材料とすることができる。

第２部材１３２ｂは、第１部材１３２ａと陰極側リード電極１３４のコイル部１３４ａとの間に位置している。第２部材１３２ｂの材料は、例えば、絶縁性を有するセラミックである。第２部材１３２ｂの材料としては、例えば、アルミナまたは窒化ケイ素等であってよい。

陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４は、ヒータ本体１３１の周面に固定されている。陽極側リード電極１３３は、一端が後述する陽極側集合電極１６０を介して外部電源に接続され、他端が発熱抵抗体１３１ａに電気的に接続される。また、陰極側リード電極１３４は、一端が後述する陰極側集合電極１７０を介して外部電源に接続され、他端が発熱抵抗体１３１ａに電気的に接続される。

陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４は、例えば、ニッケル、鉄またはニッケル系耐熱合金等の金属材料を含む線材である。陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４の断面は、例えば円形状であってもよく、楕円形状、矩形状であってもよい。陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４の外径は、例えば０．５以上２．０ｍｍ以下であってもよい。

陽極側リード電極１３３は、コイル部１３３ａと端子部１３３ｂとを有する。コイル部１３３ａは、陽極側リード電極１３３のうち、ヒータ本体１３１の周面に沿って螺旋状に巻回される部分であり、発熱抵抗体１３１ａの一方の端部に電気的に接続されている。端子部１３３ｂは、陽極側リード電極１３３のうち、コイル部１３３ａからヒータ本体１３１の外方に引き出された部分である。端子部１３３ｂは、ヒータ本体１３１の後端からヒータ本体１３１の長手方向外方（ここでは、Ｚ軸負方向）に延びている。

陰極側リード電極１３４は、コイル部１３４ａと端子部１３４ｂとを有する。コイル部１３４ａは、ヒータ本体１３１の周面に沿って螺旋状に巻回される部分であり、発熱抵抗体１３１ａの他方の端部に電気的に接続されている。端子部１３４ｂは、陰極側リード電極１３４のうち、コイル部１３４ａから引き出された部分である。端子部１３４ｂは、ヒータ本体１３１の周面からヒータ本体１３１の径方向外方（ここでは、Ｙ軸正方向）に延びている。

このように、ヒータ１３０のリード電極（陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４）は、ヒータ本体１３１の周面に沿って位置するコイル部１３３ａ，１３４ａと、コイル部１３３ａ，１３４ａから引き出された端子部１３３ｂ，１３４ｂとを有する。このように構成されたヒータ１３０は、コイル部１３３ａ，１３４ａがバネとして機能することで、応力が集中しにくい。したがって、このように構成されたヒータ１３０は、耐久性が高い。

なお、ここでは、陽極側リード電極１３３が、陰極側リード電極１３４よりもヒータ本体１３１の後端側に位置する場合の例について説明したが、陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４の位置関係は逆であってもよい。すなわち、図２に示す陽極側リード電極１３３の位置に設けられるリード電極は、陰極側リード電極１３４であってもよい。また、図２に示す陰極側リード電極１３４の位置に設けられるリード電極は、陽極側リード電極１３３であってもよい。

加熱装置１００が有する複数のヒータ１３０は、加熱プレート１１０の下面１１０ｂに形成された複数の凹部１１３に挿入される。図３は、実施形態に係る加熱装置１００をＺ軸正方向から見た平面図である。

図３には、加熱面である加熱プレート１１０の上面１１０ａが矩形板状に示されるとともに、複数の凹部１１３の位置が破線で示されている。一例として、図３に示す複数の凹部１１３は、６行６列で配置されている。すなわち、実施形態に係る加熱プレート１１０は、合計３６個の凹部１１３を有している。なお、複数の凹部１１３の配置および数は、図示の例に限定されない。

図１に戻り、固定プレート１２０について説明する。固定プレート１２０は、例えば金属製の板状部材であり、加熱プレート１１０から離隔して配置されている。固定プレート１２０には、複数の凹部１１３にそれぞれ挿入される複数のヒータ１３０が固定されている。固定プレート１２０に対するヒータ１３０の固定態様については、後述する。

支持プレート１５０は、固定プレート１２０から離れた状態で、複数の柱状部材１５１によって固定プレート１２０に固定されている。支持プレート１５０が固定プレート１２０から離れて位置することにより、各ヒータ１３０の端子部１３３ｂ，１３４ｂを配置するための空間、言い換えれば、後述する陽極側集合電極１６０および陰極側集合電極１７０を配置するための空間を支持プレート１５０と固定プレート１２０との間に確保することが可能となる。なお、支持プレート１５０及び複数の柱状部材１５１は、必要に応じて省略されてもよい。

図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線における断面図である。また、図５は、図３に示すＶ－Ｖ線における断面図である。なお、図４及び図５では、支持プレート１５０及び複数の柱状部材１５１の図示が省略されている。

図４及び図５に示すように、加熱装置１００は、複数のヒータ１３０が固定プレート１２０に固定されるとともに加熱プレート１１０の複数の凹部１１３にそれぞれ挿入されて構成される。

加熱プレート１１０は、第１のプレート部材１１１及び第２のプレート部材１１２を有する。

第１のプレート部材１１１は、加熱面である加熱プレート１１０の上面１１０ａを有する板状部材である。第１のプレート部材１１１は、例えばボルト等の固定部材１１４によって第２のプレート部材１１２に接合されている。すなわち、第１のプレート部材１１１の上面１１０ａとは反対側の下面１１１ａは、第２のプレート部材１１２に接合される接合面である。

第２のプレート部材１１２は、第１のプレート部材１１１の接合面に接合される被接合面となる上面１１２ａと、上面１１２ａの反対側に位置する下面１１０ｂとを有する板状部材である。下面１１０ｂには、複数の貫通孔１１２ｂが形成されており、複数の貫通孔１１２ｂの各々から第１のプレート部材１１１の下面１１１ａが露出する。

複数の凹部１１３の各々は、複数の貫通孔１１２ｂの各々と複数の貫通孔１１２ｂの各々から露出する第１のプレート部材１１１の下面１１１ａとによって形成されている。すなわち、各貫通孔１１２ｂの内壁面が各凹部１１３の内側面を形成し、第１のプレート部材１１１の下面１１１ａが各凹部１１３の底面（図５に示す姿勢においては天井面）を形成している。

固定プレート１２０は、固定プレート１２０と加熱プレート１１０との間に隙間が形成された状態で、例えばボルト等の連結部材１２１によって加熱プレート１１０に連結されることにより、加熱プレート１１０から離隔して配置されている。固定プレート１２０を加熱プレート１１０から離隔して配置させることにより、固定プレート１２０に対する複数のヒータ１３０の固定部分（例えば、後述の固定孔１２０ａ）の昇温を抑制することができる。一方で、固定プレート１２０によって加熱プレート１１０から奪われる熱が低減するため、加熱プレート１１０の昇温を促進することができる。

固定プレート１２０は、複数の凹部１１３に対応する位置に複数の固定孔１２０ａを有する。複数の固定孔１２０ａには、複数のヒータ１３０がそれぞれ挿通されて固定されている。以下では、説明の便宜上、特に区別する必要がない場合には、複数の凹部１１３、複数の固定孔１２０ａ及び複数のヒータ１３０をそれぞれ単に「凹部１１３」、「固定孔１２０ａ」及び「ヒータ１３０」と呼ぶ。

ヒータ１３０のヒータ本体１３１は、固定孔１２０ａを貫通しており、その先端が凹部１１３に挿入されている。ヒータ本体１３１の基端部は、固定プレート１２０の下面よりも加熱面である加熱プレート１１０の上面１１０ａから離れる方向に突出している。ヒータ本体１３１の基端部には、上述した陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４が位置している。加熱面である加熱プレート１１０の上面１１０ａから離れる方向に突出するヒータ本体１３１の基端部に陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４を設けることにより、加熱面から陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４を遠ざけることができる。したがって、かかる構成によれば、陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４への熱伝達を抑制することができる。

ヒータ１３０の固定部材１３２は、固定孔１２０ａの内壁との間に隙間を空けてヒータ本体１３１を固定孔１２０ａに固定する。具体的には、固定孔１２０ａの内壁の加熱プレート１１０とは反対側に位置する一部には、めねじが形成されている。一方で、固定部材１３２は、第１部材１３２ａの外周部におねじ１３２ｃを有する。固定部材１３２は、ヒータ本体１３１が固定孔１２０ａに挿通される際に、おねじ１３２ｃを固定孔１２０ａのめねじに嵌合させることで、ヒータ本体１３１と固定孔１２０ａの内壁との間に隙間が形成された状態で、ヒータ本体１３１を固定孔１２０ａに固定する。

このように、ヒータ本体１３１が固定孔１２０ａの内壁との間に隙間を空けて固定孔１２０ａに固定されることにより、固定プレート１２０はヒータ本体１３１からの熱を受け難い。これにより、固定プレート１２０の温度上昇が抑制されることから、固定プレート１２０から、陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４が設けられるヒータ本体１３１の基端部へ向けて放射される熱が抑制される。このため、実施形態に係る加熱装置１００によれば、ヒータ１３０における陽極側リード電極１３３および陰極側リード電極１３４の劣化を低減することができる。

加熱プレート１１０と固定プレート１２０との間には、スペーサ部材１４０が配置されている。スペーサ部材１４０は、筒状をなし、連結部材１２１を挿通させている。加熱プレート１１０と固定プレート１２０との間にスペーサ部材１４０を設けることにより、加熱プレート１１０と固定プレート１２０とが離隔した状態を保つことができるとともに、加熱プレート１１０と固定プレート１２０との距離を保つことができる。したがって、かかる構成によれば、加熱プレート１１０からの伝熱に伴う固定プレート１２０の温度上昇を継続的に抑えることができる。

スペーサ部材１４０の材料は、例えば、耐熱性を有するセラミックであることが好ましい。スペーサ部材１４０の材料としては、例えば、酸化物セラミックス、窒化物セラミックスまたは炭化物セラミックス等を使用することができる。これにより、スペーサ部材１４０の熱膨張及び熱収縮を低減することができることから、スペーサ部材１４０の消耗を低減することができる。

図１に戻る。陽極側集合電極１６０は、複数のヒータ１３０の陽極側リード電極１３３に電気的に接続されている。実施形態において、加熱装置１００は、３６個のヒータ１３０を有しており、陽極側集合電極１６０は、これら３６個のヒータ１３０のうち一列に並んだ６個のヒータ１３０の陽極側リード電極１３３に電気的に接続されている。加熱装置１００は、合計で６個の陽極側集合電極１６０を有している（図７参照）。

また、陰極側集合電極１７０は、複数のヒータ１３０の陰極側リード電極１３４に電気的に接続されている。実施形態において、加熱装置１００は、３６個のヒータ１３０を有しており、陰極側集合電極１７０は、これら３６個のヒータ１３０のうち一列に並んだ６個のヒータ１３０の陰極側リード電極１３４に電気的に接続されている。加熱装置１００は、合計で６個の陰極側集合電極１７０を有している（図９参照）。

このように、実施形態に係る加熱装置１００は、加熱装置１００が有する複数のヒータ１３０のうち２以上のヒータ１３０が有する２以上の陽極側リード電極１３３に接続された陽極側集合電極１６０を有する。また、実施形態に係る加熱装置１００は、加熱装置１００が有する複数のヒータ１３０のうち２以上のヒータ１３０が有する２以上の陰極側リード電極１３４に接続された陰極側集合電極１７０を有する。

複数（ここでは、６個）のヒータ１３０で発生した熱は、リード電極を介して１つの集合電極に伝えられる。これにより、各ヒータ１３０で発生した熱が各ヒータ１３０のリード電極からバラバラに散逸することを抑制することができる。したがって、実施形態に係る加熱装置１００によれば、均熱性の向上を図ることができる。

以下、陽極側集合電極１６０および陰極側集合電極１７０の構成について図６～図９を参照してより具体的に説明する。図６は、実施形態に係る加熱装置１００をＸ軸負方向から見た側面図である。図７は、図６に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視における断面図である。図８は、実施形態に係る加熱装置１００をＹ軸正方向から見た側面図である。図９は、実施形態に係る複数の陰極側集合電極１７０をＺ軸負方向から見た平面図である。

図６および図７に示すように、陽極側集合電極１６０は、第１金属板１６１と、第２金属板１６２と、複数の固定部材１６３とを有する。第１金属板１６１および第２金属板１６２は、断面視矩形状の金属製の板材である。固定部材１６３は、第１金属板１６１と第２金属板１６２とを着脱自在に固定する。固定部材１６３は、たとえばボルトである。

陽極側集合電極１６０は、第１金属板１６１と第２金属板１６２とで複数の陽極側リード電極１３３の端子部１３３ｂを挟み込むことにより、複数の陽極側リード電極１３３と電気的に接続される。具体的には、実施形態において、第１金属板１６１および第２金属板１６２は、Ｘ軸方向に沿って延在しており、Ｘ軸方向に沿って並べられた複数（ここでは、６個）の端子部１３３ｂを挟み込んでいる。

かかる構成とすることにより、複数の陽極側リード電極１３３を一直線に接続することができるため、複数の陽極側リード電極１３３を最短で接続することができる。また、端子部１３３ｂの長さにバラツキがある場合であっても、接続が容易である。

また、固定部材１６３による第１金属板１６１と第２金属板１６２との固定は解除可能である。このため、たとえば複数のヒータ１３０のうちいずれか１個が故障した場合に、故障した１個だけを交換することができる。このように、実施形態に係る加熱装置１００によれば、ヒータ１３０の交換が容易である。

図７に示すように、複数（ここでは、６個）の陽極側集合電極１６０は、Ｙ軸方向に沿って並べられている。図７に示すように、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａに向かって視た平面透視において、各陽極側集合電極１６０と端子部１３３ｂとの接続位置は、加熱プレート１１０の上面１１０ａと重なっている。このように、加熱領域の範囲内において陽極側集合電極１６０と端子部１３３ｂとを接続することで、たとえば、加熱領域の外方において陽極側集合電極１６０と端子部１３３ｂとを接続する場合と比較して、各ヒータ１３０から加熱装置１００の外方への熱の散逸を抑制することができる。したがって、実施形態に係る加熱装置１００によれば、均熱性をさらに高めることができる。

図６、図８および図９に示すように、陰極側集合電極１７０は、第１金属板１７１と、第２金属板１７２と、複数の固定部材１７３とを有する。第１金属板１７１および第２金属板１７２は、断面視矩形状の金属製の板材である。固定部材１７３は、第１金属板１７１と第２金属板１７２とを着脱自在に固定する。固定部材１７３は、たとえばボルトである。

陰極側集合電極１７０は、第１金属板１７１と第２金属板１７２とで複数の陰極側リード電極１３４の端子部１３４ｂを挟み込むことにより、複数の陰極側リード電極１３４と電気的に接続される。具体的には、実施形態において、第１金属板１７１および第２金属板１７２は、Ｘ軸方向に沿って延在しており、Ｘ軸方向に沿って並べられた複数（ここでは、６個）の端子部１３４ｂを挟み込んでいる（図８および図９参照）。

かかる構成とすることにより、複数の陰極側リード電極１３４を一直線に接続することができるため、複数の陰極側リード電極１３４を最短で接続することができる。また、端子部１３４ｂの長さにバラツキがある場合であっても、接続が容易である。

また、固定部材１７３による第１金属板１７１と第２金属板１７２との固定は解除可能であるため、たとえば複数のヒータ１３０のうちいずれか１個が故障した場合に、故障した１個だけを交換することができる。このように、実施形態に係る加熱装置１００によれば、ヒータ１３０の交換が容易である。

図９に示すように、複数（ここでは、６個）の陰極側集合電極１７０は、Ｙ軸方向に沿って並べられている。図９に示すように、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａと垂直な方向から見た平面視において、各陰極側集合電極１７０と端子部１３４ｂとの接続位置は、加熱プレート１１０の上面１１０ａと重複している。このように、加熱領域の範囲内において陰極側集合電極１７０と端子部１３４ｂとを接続することで、たとえば、加熱領域の外方において陰極側集合電極１７０と端子部１３４ｂとを接続する場合と比較して、各ヒータ１３０から加熱装置１００の外方への熱の散逸を抑制することができる。したがって、実施形態に係る加熱装置１００によれば、均熱性をさらに高めることができる。

また、実施形態に係る加熱装置１００は、２つの金属板でリード電極を挟み込む構成を陽極側および陰極側の両方において採用しているため、上記構成を陽極側および陰極側の一方にのみ採用する場合と比較して、均熱性をさらに高めることができる。

また、図７～図９に示すように、陽極側集合電極１６０と陰極側集合電極１７０とは、平行である。かかる構成とすることで、陽極側集合電極１６０の熱膨張または熱収縮の方向と、陰極側集合電極１７０の熱膨張または熱収縮の方向とが揃うため、ヒータ１３０に剪断方向の応力がかかり難くなる。したがって、加熱装置１００によれば、複数のヒータ１３０の耐久性を高めることができる。

（第１変形例）
図１０は、第１変形例に係る陽極側集合電極１６０の断面図である。図１０に示すように、陽極側集合電極１６０の第１金属板１６１は、第２金属板１６２との対向面（第１対向面の一例）に凹部１６１ａ（第１凹部の一例）を有していてもよい。また、陽極側集合電極１６０の第２金属板１６２は、第１金属板１６１との対向面（第２対向面の一例）に凹部１６２ａ（第２凹部の一例）を有していてもよい。凹部１６１ａ，１６２ａは、たとえば、端子部１３３ｂの延在方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って延在する溝形状を有している。

このように、陽極側集合電極１６０は、第１金属板１６１および第２金属板１６２に凹部１６１ａ，１６２ａを有していてもよい。かかる構成とすることにより、第１金属板１６１および第２金属板１６２をバネとして機能させることができる。これにより、端子部１３３ｂを挟む力を長期間にわたって維持することができる。

また、第１金属板１６１の凹部１６１ａと第２金属板１６２の凹部１６２ａとは対向していてもよい。かかる構成とすることにより、第１金属板１６１と第２金属板１６２とによるバネの力を各端子部１３３ｂに適切に伝えることができる。

なお、凹部１６１ａと凹部１６２ａとは、必ずしも対向していることを要しない。また、陽極側集合電極１６０は、第１金属板１６１および第２金属板１６２の一方にのみ凹部１６１ａ，１６２ａを有していてもよい。

ここでは、陽極側集合電極１６０の第１金属板１６１および第２金属板１６２が凹部１６１ａ，１６２ａを有する場合の例について説明したが、陰極側集合電極１７０の第１金属板１７１および第２金属板１７２も同様の凹部を有していてもよい。すなわち、陰極側集合電極１７０の第１金属板１７１は、第２金属板１７２との対向面に凹部を有していてもよい。また、陰極側集合電極１７０の第２金属板１７２は、第１金属板１７１との対向面に凹部を有していてもよい。また、第１金属板１７１の凹部と第２金属板１７２の凹部とは対向していてもよい。

（第２変形例）
図１１は、第２変形例に係る陽極側集合電極１６０の断面図である。図１１に示すように、陽極側集合電極１６０は、たとえば１つの金属板１６５を有する。金属板１６５は、金属板１６５の長手方向（ここでは、Ｘ軸方向）に沿って並べられた複数の挿通穴１６５ａを有する。挿通穴１６５ａは、陽極側リード電極１３３の端子部１３３ｂの延在方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿って延在して金属板１６５を貫通する貫通孔である。各挿通穴１６５ａには、陽極側リード電極１３３の端子部１３３ｂが挿通される。言い換えると、陽極側リード電極１３３は、挿通穴１６５ａに位置している。

また、金属板１６５は、複数の挿通穴１６５ａごとに、挿通穴１６５ａに連通する固定用穴１６５ｂを有していてもよい。かかる固定用穴１６５ｂには、陽極側リード電極１３３の端子部１３３ｂを固定するための固定部材１６６が挿通される。固定部材１６６は、たとえばボルトであり、固定用穴１６５ｂの内面にはネジ溝が形成されている。陽極側リード電極１３３の端子部１３３ｂは、挿通穴１６５ａの内面と固定用穴１６５ｂに挿通された固定部材１６６とに挟まれる。これにより、端子部１３３ｂは、陽極側集合電極１６０と電気的に接続される。

かかる構成とすることにより、たとえば、端子部１３３ｂの太さにバラツキがある場合であっても、複数の端子部１３３ｂを陽極側集合電極１６０に適切に接続することができる。

なお、端子部１３３ｂは、少なくとも金属板１６５と接触していればよい。このため、陽極側集合電極１６０の金属板１６５は、必ずしも固定用穴１６５ｂおよび固定部材１６６を備えることを要しない。この場合、たとえば、挿通穴１６５ａの径を端子部１３３ｂよりもわずかに大きい程度とすることで、端子部１３３ｂと固定用穴１６５ｂとの接触性を高めることができる。また、挿通穴１６５ａにろう材または、はんだ材等を充填することによって、金属板１６５と端子部１３３ｂとを電気的に接続してもよい。

ここでは、陽極側集合電極１６０が複数の挿通穴１６５ａが形成された金属板１６５を有する場合の例について説明したが、陰極側集合電極１７０も、第２変形例に係る陽極側集合電極１６０と同様の構成を有していてもよい。すなわち、陰極側集合電極１７０は、複数の挿通穴が形成された金属板を有していてもよい。また、陰極側集合電極１７０は、複数の挿通穴ごとに、挿通穴に連通する固定用穴を有していてもよい。

（第３変形例）
図１２は、第３変形例に係る複数の陽極側集合電極１６０をＸ軸負方向から見た側面図である。図１２に示すように、複数の陽極側集合電極１６０のうち少なくとも一つ（異位置集合電極の一例）は、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａ（図１等参照）と垂直な方向（ここでは、Ｚ軸方向）における位置が他の陽極側集合電極１６０と異なっていてもよい。かかる構成とすることにより、複数の陽極側集合電極１６０をより高密度に配置させることができる。また、複数の陽極側集合電極１６０の高さ位置がずれることで、複数の陽極側集合電極１６０の放熱性を向上させることができる。

ここでは、複数の陽極側集合電極１６０の高さ位置にバラツキを有する場合の例について説明したが、加熱装置１００は、複数の陰極側集合電極１７０の高さ位置にバラツキを有していてもよい。すなわち、複数の陰極側集合電極１７０のうち少なくとも一つ（異位置集合電極の一例）は、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａ（図１等参照）と垂直な方向（ここでは、Ｚ軸方向）における位置が他の陰極側集合電極１７０と異なっていてもよい。

（第４変形例）
図１３は、第４変形例に係る加熱装置１００をＹ軸負方向から見た側面図である。図１３に示すように、複数の陽極側集合電極１６０のうち少なくとも一つ（異傾集合電極の一例）は、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａ（図１等参照）に対する傾きが、他の陽極側集合電極１６０と異なっていてもよい。かかる構成とすることにより、陽極側集合電極１６０の高さ位置がずれるため、複数の陽極側集合電極１６０の放熱性を向上させることができる。

ここでは、複数の陽極側集合電極１６０の傾きにバラツキを有する場合の例について説明したが、加熱装置１００は、複数の陰極側集合電極１７０の傾きにバラツキを有していてもよい。すなわち、複数の陰極側集合電極１７０のうち少なくとも一つ（異傾集合電極の一例）は、加熱プレート１１０の加熱面である上面１１０ａ（図１等参照）に対する傾きが、他の陰極側集合電極１７０と傾きが異なっていてもよい。

（第５変形例）
図１４は、第５変形例に係る加熱装置１００をＸ軸負方向から見た側面図である。図１４に示すように、加熱プレート１１０の上面１１０ａに向かって視た平面透視において、陽極側集合電極１６０および陰極側集合電極１７０の延在方向は、直交していてもよい。図１４に示す例では、陽極側集合電極１６０がＹ軸方向に沿って延在し、陰極側集合電極１７０がＸ軸方向に沿って延在する場合の例を示している。

かかる構成とすることにより、Ｘ軸方向への熱拡散とＹ軸方向への熱拡散とを均一化させることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本開示のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

３６ 合計
１００ 加熱装置
１１０ 加熱プレート
１１０ａ 上面
１１０ｂ 下面
１１１ 第１のプレート部材
１１１ａ 下面
１１２ 第２のプレート部材
１１２ａ 上面
１１２ｂ 貫通孔
１１３ 凹部
１１４ 接合部材
１２０ 固定プレート
１２０ａ 固定孔
１２１ 連結部材
１３０ ヒータ
１３１ ヒータ本体
１３１ａ 発熱抵抗体
１３１ａ 先端
１３２ 固定部材
１３２ａ 第１部材
１３２ｂ 第２部材
１３３ 陽極側リード電極
１３３ａ コイル部
１３３ｂ 端子部
１３４ 陰極側リード電極
１３４ａ コイル部
１３４ｂ 端子部
１４０ スペーサ部材
１５０ 支持プレート
１５１ 柱状部材
１６０ 陽極側集合電極
１６１ 第１金属板
１６１ａ 凹部
１６２ 第２金属板
１６２ａ 凹部
１６３ 固定部材
１６５ 金属板
１６５ａ 挿通穴
１６５ｂ 固定用穴
１６６ 固定部材
１７０ 陰極側集合電極
１７１ 第１金属板
１７２ 第２金属板
１７３ 固定部材

Claims (11)

1. 加熱プレートと、
   複数のヒータと、
   集合電極と、を備えており、
   前記加熱プレートは、加熱面と、該加熱面の反対面に位置する複数の凹部と、を有し、
   前記複数のヒータは、前記複数の凹部にそれぞれ位置しているとともに、それぞれリード電極に接続されており、
   前記集合電極は、第１金属板および第２金属板を有し、２以上の前記リード電極に接続されており、
   前記リード電極は、前記第１金属板および前記第２金属板に挟まれており、
   前記第１金属板は、前記第２金属板との第１対向面に第１凹部を有する、加熱装置。
2. 前記加熱面に向かって視た平面透視において、前記集合電極と前記リード電極との接続位置は、前記加熱面と重なっている、請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記第２金属板は、前記第１金属板との第２対向面に第２凹部を有し、
   前記第１凹部と前記第２凹部とは、対向している、請求項１に記載の加熱装置。
4. 前記ヒータは、陽極側リード電極および陰極側リード電極を有し、
   前記集合電極は、
   前記第１金属板と前記第２金属板とで前記陽極側リード電極を挟み込む陽極側集合電極と、
   前記第１金属板と前記第２金属板とで前記陰極側リード電極を挟み込む陰極側集合電極と
   を有する、請求項１に記載の加熱装置。
5. 前記陽極側集合電極と前記陰極側集合電極とは、平行である、請求項４に記載の加熱装置。
6. 加熱プレートと、
   複数のヒータと、
   集合電極と、を備えており、
   前記加熱プレートは、加熱面と、該加熱面の反対面に位置する複数の凹部と、を有し、
   前記複数のヒータは、前記複数の凹部にそれぞれ位置しているとともに、それぞれリード電極に接続されており、
   前記集合電極は、第１金属板および第２金属板を有し、２以上の前記リード電極に接続されており、
   前記リード電極は、前記第１金属板および前記第２金属板に挟まれており、
   前記ヒータは、陽極側リード電極および陰極側リード電極を有し、
   前記集合電極は、
   前記第１金属板と前記第２金属板とで前記陽極側リード電極を挟み込む陽極側集合電極と、
   前記第１金属板と前記第２金属板とで前記陰極側リード電極を挟み込む陰極側集合電極と
   を有し、
   前記加熱面に向かって視た平面透視において、前記陽極側集合電極および前記陰極側集合電極の延在方向は、直交する、加熱装置。
7. 前記集合電極は、複数の挿通穴を有し、
   前記リード電極は、前記挿通穴に位置している、請求項１または請求項６に記載の加熱装置。
8. 前記集合電極は、前記複数の挿通穴ごとに、前記挿通穴に連通する固定用穴を有し、
   前記リード電極は、前記固定用穴に挿通された固定部材と前記挿通穴の内面とに挟まれている、請求項７に記載の加熱装置。
9. 前記集合電極を複数有し、
   前記加熱面と垂直な方向における位置が他と異なる、異位置集合電極を有する、請求項１または請求項６に記載の加熱装置。
10. 前記集合電極を複数有し、
    前記加熱面に対し傾きが他と異なる、異傾集合電極を有する、請求項１または請求項６に記載の加熱装置。
11. 前記ヒータは、柱状のヒータ本体を有し、
    前記リード電極は、
    前記ヒータ本体の周面に沿って位置するコイル部と、
    前記コイル部から引き出された端子部と
    を有し、
    前記集合電極は、前記リード電極の前記端子部に接続されている、請求項１または請求項６に記載の加熱装置。

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