JPH0414790A - 面状発熱体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般家庭で用いられる調理器、暖房器などに利
用する発熱体温度が６００°Ｃ以上の面状発熱体に関す
る。

従来の技術 従来の面状発熱体は、マイカ等の絶縁基板に発熱線を巻
回し、マイカ板で上下より挟む構造のものか、アルミナ
・シリカ繊維等からなるブロック中に所定形状の発熱線
を埋設した構造のものであった。ところが、マイカ発熱
体の場合は、発熱線がマイカ板に包埋された形になって
いるため、高温の輻射を得るためには、マイカ板表面の
温度を高温にする必要がある。このために発熱線の温度
を高くする必要がある。このような高温発熱線としてニ
ッケルクロム系発熱線や鉄クロム系発熱線が一般家庭機
器に用いられている。このうち鉄クロム系発熱線は、１
２００°Ｃで約１０００時間の寿命を有するが、マイカ
発熱体の場合、マイカ板と発熱線との接触が悪くなると
、熱伝導が低下し、その部分が高温となり、発熱線が溶
断されやすくなる。

したがって、実用的には線温度は１０００〜１１００’
ｃになるように設計される。この時、マイカ板の表面温
度は５００〜６００℃にしかならない。したがって機器
としては、５００〜６００″Ｃの熱源からの輻射を利用
することになり、調理または暖房に必要な７００〜８０
０°Ｃの熱源の輻射を利用することは困難であった。

また、輻射が発熱線より直接得られるのでなく、マイカ
板または機械的補強等のために設けられた鋼板より行わ
れるため、これ等の輻射面が加熱されるまでに時間を要
し速熱性が得られなかった。

このようなことは、ニッケルクロム系発熱線でも同様で
あった。

また、アルミナ・シリカ繊維等からなるブロックに発熱
線の一部を埋設した発熱体の場合は、ブロックの機械的
強度が低く、通電により発熱体とブロックとの間に２．
激な温度差が生ずるとブロックに亀裂が生じ、発熱線の
保持が困難となる場合があった。また、機械的強度を増
すために厚みを厚くすると熱容量が大きくなり、かつ、
発熱線の相当部分がブロックに埋設されているため、熱
がブロックに奪われ、発熱線温度を高温、例えば８００
°Ｃ以上にするには相当の時間を要した。

つぎに、改良されたものとして、鉄・クロム系鋼板を蛇
行状に打抜き板状金属発熱体とし、セラミック基板上に
取り付け、この発熱体からの直接輻射により被加熱物を
加熱する構成のものもすでに考案されている。この構成
では、発熱体温度を８００℃に設定した場合、７００”
Ｃ以上の温度になるのに要する時間は約１．５分位であ
り、前述のブロックに発熱線を取り付けた場合の約１ｏ
分に比し、大幅に立上り時間を短縮することができた。

この方法は、第２図に示すように板状金属発熱体１１の
直線部（ａ）の温度を一定に設定すると、曲り角部分（
ｂｌの一部の温度が異常に高くなる場合がある。すなわ
ち、曲り角部分い）の内周の半径ＴＩと外周の半径Ｔ２
とが相当異なるため、内周に沿った長さ（抵抗）は小さ
く、外周に沿った長さ（抵抗）は大きい。したがって通
電時、を流は主に内周に沿って流れ、その部分が他の部
分より高温となる。

この熱は輻射および対流により発熱線外へ放射される以
外に伝導により外周方向に拡散していく。

電流密度が小さく、発熱体の表面温度が比較的低い温度
の場合は高温部分の温度の絶対値が低く、発熱体を破損
するに至らない。

発明が解決しようとする課題 このような従来の面状発熱体では、曲り角部分の内周に
沿って主に電流が流れ、高温となるので、電流密度が大
きく、発熱体の表面温度が比較的高い場合は、高温部分
の温度の絶対値が高くなり発熱体が破損する場合が生ず
る。すなわち、発熱量が多い場合、内周部分が高温とな
り、この部分が部分的に溶断される。すると電流の流れ
る通路は外周方向へ移動し、また、その部分が溶断する
。

このようにして発熱線が溶断してしまうという課題があ
った。破損が住しにくい温度としては、発熱体自体の材
質および、内周・外周の差により異なるため一部に記す
ることはできないが、発熱体の直線部分（ａ）の温度が
６００℃位が一つの目安となる。このように高温で使用
する発熱体としてはこの構造は不充分であった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、部分的な異
常発熱が生ぜず、信頼性が高く、しがも速熱性のある高
温面状発熱体を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、蛇行状に配設した
板状金属発熱体の曲り角部分の内周側に最短発熱体導電
路より内側に突出する発熱体突出部を設けた構造にした
。

作用 本発明は上記した構成により、曲り角部分の内周側に発
熱体突出部が設けであるので、最短発熱体導電路で発熱
した熱は外周側と発熱体突出部の両方に伝熱していく。

また、最短発熱体導電路が外周側と発熱体突出部の内部
にあるのでその両側に最短発熱体導電路に近い導電路、
すなわち、最小抵抗値に近い抵抗値が存在するため、最
短発熱体導電路に流れる電流は減少し、この部分の温度
上昇は低下する。すなわち、この部分の温度上昇は緩和
し発熱による融解断線は起こりにくい。また、板状発熱
体は多孔性基板に取り付け、直接その輻射熱を利用する
ため、マイカやアルミナ・シリカブロック等をあたため
ることがないため、立上りがはやくなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しながら
説明する。

図に示すように、高温面状発熱体（１）は板状金属発熱
体（２）をセラミック基板等の上に蛇行状に取り付けた
ものより構成される。板状金属発熱体（２）は鉄・クロ
ム・アルミ系、ニッケル・クロム系等の鋼板を打抜くこ
とにより得られる。本発明の特長は打抜きにより得られ
る板状金属発熱体（２）の曲り角部分（３）に第１図（
ｂ）の拡大図に示すように内周側に発熱体突出部（４）
を設けたことを特徴としている。

これにより、曲り角部分（３）の最短発熱体導電路（５
）の両側に発熱体が存するようになる。

通電時、電流は抵抗の一番小さい最短発熱体導電路（５
）部近辺に集中し、この部分の温度が上昇する。しかし
、最短発熱体導電路（５）の両側に発熱体があり、その
部分は最短発熱体導電路（５）より温度が低いため熱は
両側に拡がっていく。また、最短発熱体導電路（５）の
両側に最短発熱体導電路（５）に近い導電路があるため
、最短発熱体導電路（５）の抵抗が温度上昇により増加
すると、それに近い導電路部分に流れる電流が多くなる
。このように、最短発熱体導電路（５）の両側に熱拡散
が可能な部分があり、さらに最短発熱体電路（５）とほ
ぼ等しい導電路が両側にあるため、曲り角部分（３）に
おける板状金属発熱体（２）の部分的な温度上昇は抑え
られる。

つぎに、本発明の具体例について述べる。

鉄・クロム・アルミ系の０．０５閣の鋼板を第１図のよ
うに蛇行状に打抜き、セラミック基板に取り付け６００
°Ｃ以上の発熱体温度からの輻射を利用する高温面状発
熱体とした。この面状発熱体の全長は２ｍで、幅は６■
であり、曲り角部分（３）は図に示すように内周側に発
熱体突出部４を有する板状金属発熱体（２）で構成され
ている。この面状発熱体（１）に所定電圧を印加し通電
すると、板状金属発熱体（２）の直線部分は８００℃で
あり、曲り角部分（３）は８５０　”Ｃであった。従来
の発熱体突出部（４）のない板状金属発熱体では直線部
分が８００℃に対し、曲り角部分の温度は約１０００°
Ｃに達することもあった。

したがって、本発明の構造に従うと温度分布が一様にな
るとともに、最高温度が低下するため、信頼性の高い高
温面状発熱体とすることができる。

また、セラミック基板に取り付は発熱体よりの直接輻射
により被加熱物を加熱する方式を採用しているので、従
来例と同様に７００″Ｃに達する時間は１．５分であっ
た。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、蛇行
状に配設した板状金属発熱体の曲り角部分の内周側に最
短発熱体導電路より内側に突出する発熱体突出部を設け
た構造によるので、板状金属発熱体の発熱による温度分
布の均一性がよくなり、曲り角部分の異常発熱による溶
断のない、信頼性の高い面状発熱体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の面状発熱体の平面図
、同図（ｂ）は第１図（ａ）におけるＡ部の拡大平面図
、第２図は従来の面状発熱体の曲り角部分の平面図であ
る。 １・・・・・・面状発熱体、２・・・・・・板状金属発
熱体、３・・・・・・曲り角部分、４・・・・・・発熱
体突出部、５・・・・・・最短発熱体導電路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛇行状に配設した板状金属発熱体の曲り角部分の内周側
   に最短発熱体導電路より内側に突出する発熱体突出部を
   設けた面状発熱体。