JPH08330058A - カートリッジヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒータ内に熱電対を内蔵したカートリッジヒ
ータにおいて、ヒータ内部の気密を確保し、絶縁抵抗の
劣化を防止して高温で使用できるようにする。 【構成】 開口部７を有する外装管５内に装着した発熱
線１に熱電対感熱部４ａを非接触に配設し、外装管５内
に電気絶縁粉末６を充填する。外装管５の開口部７をガ
ラス部材９とシリコーンゴム１０とで構成した封口材８
により封口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヒータ内に熱電対を内蔵
したカートリッジヒータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カートリッジヒータは簡便である
とともに、安全性が高く、かつ耐食性に優れているた
め、樹脂成型金型などの工業用機器の加熱源や家庭用機
器の加熱源として幅広く使用されており、内部に熱電対
を内蔵した機構のものが見受けられる。

【０００３】従来、この種のカートリッジヒータは、図
１０に示すように構成していた。以下、その構成につい
て説明する。

【０００４】図に示すように、発熱線（電熱線）１は、
４穴を有するマグネシアで形成した成型体２の上にコイ
ル状に巻き、成型体２内部の２穴を用いて電源端子３を
発熱線１と嵌合させ、残りの２穴に熱電対感熱部４ａを
有する熱電対４を装着し、金属パイプで形成した外装管
５の中央部に挿入し、外装管５内にマグネシア粉末から
なる電気絶縁粉末６を充填し、圧延減径などを経て構成
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、外装管５の内部に外部からの空気が流入生するた
め、発熱線１、電源端子３、熱電対４などの酸化が加速
され、使用温度を高温にした場合、絶縁抵抗が劣化する
などの問題点を有しており、高温使用が困難であった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、ヒータ内部の気密を確保し、絶縁抵抗の劣化を防止
して高温で使用できるようにすることを第１の目的とし
ている。

【０００７】また、上記第１の目的を達成するととも
に、ヒータの最高温度を検出できるようにすることを第
２の目的としている。

【０００８】また、上記第１の目的を達成するととも
に、熱電対を安価にすることを第３の目的としている。

【０００９】また、上記第１の目的を達成するととも
に、外部の影響がなくヒータ温度を検出できるようにす
ることを第４の目的としている。

【００１０】また、上記第１の目的を達成するととも
に、封口材のガラス部材の割れ防止することを第５の目
的としている。

【００１１】また、上記第５の目的を達成するととも
に、封口材のコストを低減することを第６の目的として
いる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記第１の目的
を達成するために、開口部を有する外装管と、前記外装
管内に装着した発熱線に非接触に配設した熱電対感熱部
と、前記外装管内に充填した電気絶縁粉末と、前記外装
管の開口部を封口する封口材とを備え、前記封口材は、
ガラス部材とシリコーンゴムとで構成したことを第１の
課題解決手段としている。

【００１３】また、第２の目的を達成するために、上記
第１の課題解決手段の熱電対感熱部を発熱線の中央に設
けたことを第２の課題解決手段としている。

【００１４】また、第３の目的を達成するために、上記
第１の課題解決手段の熱電対感熱部を発熱線の後端に設
けたことを第３の課題解決手段としている。

【００１５】また、第４の目的を達成するために、上記
第１の課題解決手段の熱電対感熱部を発熱線の先端に外
装管と非接触に設けたことを第４の課題解決手段として
いる。

【００１６】また、第５の目的を達成するために、上記
第１の課題解決手段の封口材にアルミナ磁器碍子を追加
して設けたことを第５の課題解決手段としている。

【００１７】また、第６の目的を達成するために、上記
第５の課題解決手段のアルミナ磁器碍子に代えて、陶器
製の碍子を設けたことを第６の課題解決手段としてい
る。

【００１８】また、第６の目的を達成するために、上記
第５の課題解決手段のアルミナ磁器碍子に代えて、シリ
コーンゴムキャップを設けたことを第７の課題解決手段
としている。

【００１９】また、第６の目的を達成するために、上記
第５の課題解決手段のアルミナ磁器碍子に代えて、フッ
素樹脂キャップを設けたことを第８の課題解決手段とし
ている。

【００２０】また、第６の目的を達成するために、上記
第５の課題解決手段のアルミナ磁器碍子とガラス部材と
を組み立て時に一体化させたことを第９の課題解決手段
としている。

【００２１】

【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
外装管の内部と外部を１次封口材としてのガラス部材に
よって遮断して内部の気密が保たれる。また、２次封口
材としてのシリコーンゴムで、電源端子や熱電対を変形
させることによるガラス部材の割れを防止することがで
きて、ヒータ内部の気密が保たれ、絶縁抵抗の劣化を防
止することができ、高温で使用できる。また、熱電対感
熱部と発熱線および外装管とは電気的に絶縁されてお
り、温度信号のみを取り出すことができる。

【００２２】また、第２の課題解決手段により、熱電対
感熱部を発熱線の全長のほぼ中央に位置させることで、
ヒータの最高温度を検知することができる。

【００２３】また、第３の課題解決手段により、熱電対
感熱部を発熱線の後端の温度が検知できるように位置さ
せ、熱電対を安価にすることができる。

【００２４】また、第４の課題解決手段により、熱電対
感熱部を発熱線の先端の温度が検知できるように位置さ
せ、外部の影響がなくヒータ温度を検出することができ
る。

【００２５】また、第５の課題解決手段により、封口材
にアルミナ磁器碍子を追加して設けることによって、電
源端子や熱電対の変形時の屈曲位置をガラス部材から外
すことができ、ガラス部材の割れを防止することができ
る。

【００２６】また、第６の課題解決手段により、封口材
に陶器製の碍子を追加して設けることによって、電源端
子や熱電対の変形時の屈曲位置をガラス部材から外すこ
とができ、ガラス部材の割れを防止することができ、安
価にできる。

【００２７】また、第７の課題解決手段により、封口材
にシリコーンゴムキャップを追加して設けることによっ
て、電源端子や熱電対の変形時の屈曲位置をガラス部材
から外すことができ、ガラス部材の割れを防止すること
ができ、安価にできる。

【００２８】また、第８の課題解決手段により、封口材
にフッ素樹脂キャップを追加して設けることによって、
電源端子や熱電対の変形時の屈曲位置をガラス部材から
外すことができ、ガラス部材の割れを防止することがで
き、安価にできる。

【００２９】また、第９の課題解決手段により、アルミ
ナ磁器碍子とガラス部材とを組み立て時に一体化させた
ことで、シリコーンゴムを廃止することが可能となり、
安価にできる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１を参照し
ながら説明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一
符号を付して説明を省略する。

【００３１】図に示すように、熱電対感熱部４ａは発熱
線（電熱線）１に非接触に配設している。外装管５の開
口部７を封口材８により封口し、封口材８は、ガラス部
材９とシリコーンゴム１０とで構成している。

【００３２】上記構成において作用を説明すると、（表
１）は、本実施例による使用限界温度と絶縁特性と従来
例の使用限界温度と絶縁特性をに比較して示している。
なお、（表１）において、絶縁特性は、発熱線１と外装
管５との間の絶縁抵抗を示している。

【００３３】

【表１】

【００３４】（表１）から明らかなように、本実施例に
よるカートリッジヒータは、使用限界温度と絶縁抵抗の
点ですぐれた性能が得られる。

【００３５】つぎに、本発明の第２の実施例を図２を参
照にしながら説明する。なお、上記第１の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００３６】図に示すように、熱電対感熱部４ａは発熱
線１の中央部に位置させている。他の構成は上記第１の
実施例と同じである。

【００３７】上記構成により、熱電対感熱部４ａを発熱
線１の全長のほぼ中央に位置させることで、ヒータの最
高温度を検知することができる。

【００３８】つぎに、本発明の第３の実施例を図３を参
照にしながら説明する。なお、上記第１の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００３９】図に示すように、熱電対感熱部４ａは発熱
線１の後端に位置させている。他の構成は上記第１の実
施例と同じである。

【００４０】上記構成により、熱電対感熱部４ａを発熱
線１の後端の温度が検知できるように位置させること
で、熱電対４を安価にすることができる。

【００４１】つぎに、本発明の第４の実施例を図４を参
照にしながら説明する。なお、上記第１の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００４２】図に示すように、熱電対感熱部４ａは発熱
線１の先端に外装管５と非接触に設けている。他の構成
は上記第１の実施例と同じである。

【００４３】上記構成により、熱電対感熱部４ａを発熱
線１の先端の温度が検知できるように位置させ、外部の
影響がなくヒータ温度を検出することができる。

【００４４】つぎに、本発明の第５の実施例を図５を参
照にしながら説明する。なお、上記第１の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００４５】図に示すように、封口材１１は、ガラス部
材９とシリコーンゴム１０にアルミナ磁器碍子１２を追
加して設けている。他の構成は上記第１の実施例と同じ
である。

【００４６】上記構成により、電源端子３や熱電対４の
変形時の屈曲位置をアルミナ磁器碍子１２によってガラ
ス部材９から外すことができ、ガラス部材９の割れを防
止することができる。

【００４７】つぎに、本発明の第６の実施例を図６を参
照にしながら説明する。なお、上記第５の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００４８】図に示すように、封口材１３は、ガラス部
材９とシリコーンゴム１０に陶器製の碍子１４を追加し
て設けている。他の構成は上記第５の実施例と同じであ
る。

【００４９】上記構成により、電源端子３や熱電対４の
変形時の屈曲位置を陶器製の碍子１４によってガラス部
材９から外すことができ、ガラス部材９の割れを防止す
ることができ、安価にできる。

【００５０】つぎに、本発明の第７の実施例を図７を参
照にしながら説明する。なお、上記第５の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００５１】図に示すように、封口材１５は、ガラス部
材９とシリコーンゴム１０にシリコーンゴムキャップ１
６を追加して設けている。他の構成は上記第５の実施例
と同じである。

【００５２】上記構成により、電源端子３や熱電対４の
変形時の屈曲位置をシリコーンゴムキャップ１６によっ
てガラス部材９から外すことができ、ガラス部材９の割
れを防止することができ、安価にできる。

【００５３】つぎに、本発明の第８の実施例を図８を参
照にしながら説明する。なお、上記第５の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００５４】図に示すように、封口材１７は、ガラス部
材９とシリコーンゴム１０にフッ素樹脂キャップ１８を
追加して設けている。他の構成は上記第５の実施例と同
じである。

【００５５】上記構成により、電源端子３や熱電対４の
変形時の屈曲位置をフッ素樹脂キャップ１８によってガ
ラス部材９から外すことができ、ガラス部材９の割れを
防止することができ、安価にできる。

【００５６】つぎに、本発明の第９の実施例を図９を参
照にしながら説明する。なお、上記第５の実施例と同じ
構成のものは同一符号を付して説明を省略する。

【００５７】図に示すように、封口材１９は、ガラス部
材９とアルミナ磁器碍子２０とを組み立て時に一体化さ
せ、シリコーンゴムを廃止している。他の構成は上記第
５の実施例と同じである。

【００５８】上記構成により、アルミナ磁器碍子２０と
ガラス部材９とを組み立て時に一体化させたことで、シ
リコーンゴムを廃止することが可能となり、安価にでき
る。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明は、開口部を有する
外装管と、前記外装管内に装着した発熱線に非接触に配
設した熱電対感熱部と、前記外装管内に充填した電気絶
縁粉末と、前記外装管の開口部を封口する封口材とを備
え、前記封口材は、ガラス部材とシリコーンゴムとで構
成したから、発熱線や電源端子または熱電対の酸化を防
止することができ、発熱線と外装管との間の絶縁抵抗を
確保することができ、高温で使用することができる。

【００６０】また、熱電対感熱部を発熱線の中央に設け
たから、ヒータの発熱部と相関した被加熱物の最高温度
を検知することができる。

【００６１】また、熱電対感熱部を発熱線の後端に設け
たから、熱電対の必要長さを短くでき、ヒータの内部構
造を簡略化し、材料費、製作費を低減できる。

【００６２】また、熱電対感熱部を発熱線の先端に外装
管と非接触に設けたから、熱電対を接続した電気制御回
路を外部電気回路から保護することができる。

【００６３】また、封口材にアルミナ磁器碍子を追加し
て設けたから、封口材のガラス部材が割れ難く、また、
アルミナ磁器碍子を用いることによって電気絶縁特性が
優れたものを得ることができる。

【００６４】また、アルミナ磁器碍子に代えて、陶器製
の碍子を設けたから、安価にできる。

【００６５】また、アルミナ磁器碍子に代えて、シリコ
ーンゴムキャップを設けたから、キャップの柔軟性で熱
電対の変形に追従できてキャップの弾力性で封口材のガ
ラス部材を割れ難くすることができる。

【００６６】また、アルミナ磁器碍子に代えて、フッ素
樹脂キャップを設けたから、碍子の脆さを克服でき、シ
リコーンゴムキャップより硬度が高いことで、熱電対、
電源端子の加工変形で封口材のガラス部材を割れ難くす
ることができる。

【００６７】また、アルミナ磁器碍子とガラス部材とを
組み立て時に一体化させたから、シリコーンゴムを廃止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 本発明の第１の実施例のカートリッジヒー
タの断面図 (b) 同カートリッジヒータのＡ−Ａ線断面図 (c) 同カートリッジヒータのＢ−Ｂ線断面図

【図２】本発明の第２の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図３】本発明の第３の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図４】本発明の第４の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図５】本発明の第５の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図６】本発明の第６の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図７】本発明の第７の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図８】本発明の第８の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図９】本発明の第９の実施例のカートリッジヒータの
断面図

【図１０】(a) 従来のカートリッジヒータの断面図 (b) 同カートリッジヒータのＡ−Ａ線断面図 (c) 同カートリッジヒータのＢ−Ｂ線断面図

【符号の説明】

１ 発熱線 ４ａ 熱電対感熱部 ５ 外装管 ６ 電気絶縁粉末 ７ 開口部 ８ 封口材 ９ ガラス部材 １０ シリコーンゴム

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部を有する外装管と、前記外装管内
   に装着した発熱線に非接触に配設した熱電対感熱部と、
   前記外装管内に充填した電気絶縁粉末と、前記外装管の
   開口部を封口する封口材とを備え、前記封口材は、ガラ
   ス部材とシリコーンゴムとで構成したカートリッジヒー
   タ。
2. 【請求項２】 熱電対感熱部を発熱線の中央に設けた請
   求項１記載のカートリッジヒータ。
3. 【請求項３】 熱電対感熱部を発熱線の後端に設けた請
   求項１記載のカートリッジヒータ。
4. 【請求項４】 熱電対感熱部を発熱線の先端に外装管と
   非接触に設けた請求項１記載のカートリッジヒータ。
5. 【請求項５】 封口材にアルミナ磁器碍子を追加して設
   けた請求項１記載のカートリッジヒータ。
6. 【請求項６】 アルミナ磁器碍子に代えて、陶器製の碍
   子を設けた請求項５記載のカートリッジヒータ。
7. 【請求項７】 アルミナ磁器碍子に代えて、シリコーン
   ゴムキャップを設けた請求項５記載のカートリッジヒー
   タ。
8. 【請求項８】 アルミナ磁器碍子に代えて、フッ素樹脂
   キャップを設けた請求項５記載のカートリッジヒータ。
9. 【請求項９】 アルミナ磁器碍子とガラス部材とを組み
   立て時に一体化させた請求項５記載のカートリッジヒー
   タ。