JP3003543U - 偏平ヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 略偏平状ヒーターにあって、低コストと信頼
性の両立、及び使用用途の広範囲を得るものを提供す
る。 【構成】 本願の考案に係る略偏平状ヒーターは、絶縁
体によって形成された薄板状の基板１は、表面から裏面
へ貫通する適宜数の孔１０…が形成されたものである。
発熱線材２は、耐熱性と絶縁性を有し且つ熱膨張率の小
さな素材によって形成された紐状の軸線２０と、軸線２
０の周面へスパイラル状に巻き付けられた安価なニクロ
ム線等の発熱細線２１とによって形成され、基板１の上
記各孔１０…に通されることによって基板１へ固定され
るものである。ハウジング部材４は、伝熱性を有する素
材によって形成され、端部が閉じられた偏平な筒状体で
あり、その内部に、上記基板１と絶縁板３，３とを収容
することによって、発熱線材２の液密性を保つものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本願考案は、偏平ヒーターの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、偏平な形状を有するヒーターとして、図５に見られるものがあった。こ れは、３枚のマイカ製の長方形の薄板状体ａ，ｂ，ｃを重ねることによって、形 成されたものであり、中央のマイカｂには、帯状の発熱材であるリボンヒーター ｄが固定されている。 詳述すると、中央に位置し、他の薄板状体ａ，ｃに挟まれる薄板状体ｂは、ず れ防止のための櫛歯状の切欠部ｂ１…が形成されており、この切欠部ｂ１…間に 一枚の帯状のリボンヒーターｄが捲回されているのである。 正確には、帯状のリボンヒーターｄは、切欠部ｂ１…と対応する複数の箇所に て、幾重にも折り曲げられ（折り部ｄ１…）、薄板状体ｂへの固定がなさるので ある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

一方、このような偏平状ヒーターは、リボンヒーターが高価なことから、製品 として高価なものとなっており、その普及の障害となっていた。 このような問題を解決するために、発熱材として、従来より安価に供給可能で あるニクロム線を使用した発熱線を、リボンヒーターに代えて使用することが考 えられる。 しかし、ニクロム線等は、熱の発生によって、その長手方向に大きく膨張する ものであり、このような性質から、膨張によって、断線に至る不都合が生じ易い ものである。 このため、結局耐久性・信頼性の面から、上記のような高価なヒーターに頼ら ざるを得ないのが現状であった。 本願考案は、上記課題の解決を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本願第１の考案に係る偏平ヒーターは、基板１と、発熱線材２と、少なくとも ２枚の絶縁板３，３と、ハウジング部材４とを備える。基板１は、絶縁体によっ て形成された薄板状体であり、その表面から裏面へ貫通する適宜数の孔１０…が 形成されたものである。発熱線材２は、耐熱性と絶縁性を有し且つ熱膨張率の小 さな素材によって形成された紐状の軸線２０と、軸線２０の周面へスパイラル状 に巻き付けられたニクロム線等の発熱線２１とによって形成され、他より供給さ れた電流によって発熱するものである。更に発熱線材２は、上記基板１の上記各 孔１０…に通されることによって基板１の表面と裏面の双方に沿うように、基板 １へ固定されるものである。絶縁板３，３は、夫々適度な耐熱性と伝熱性を有す る絶縁体によって形成された薄板状体である。ハウジング部材４は、伝熱性と非 透水性を有する素材によって形成され、両端部が閉じられた偏平な筒状体であり 、その内部に、上記基板１と絶縁板３，３とを収容することによって、発熱線材 ２の液密性を保つものである。ハウジング部材４内にて、基板１の表面と裏面と に絶縁板３，３の夫々が、重なり、基板１の発熱線材２が、これら絶縁板３，３ を介して、ハウジング部材４に熱を伝えるものである。

【０００５】 本願第２の考案に係る偏平ヒーターは、上記第１の考案に係る偏平ヒーターに あって、発熱線材２が、基板１の長手方向とほぼ平行になるように或いは平行と なる部分を有するように、基板１へ固定されるものである。

【０００６】 本願第３の考案に係る偏平ヒーターは、上記第１又は第２の考案に係る略偏平 状ヒーターにあって、上記基板１及び絶縁板３，３が、マイカにて形成されたも のである。発熱線材２の軸線２０は、ガラス繊維によって形成されたものである 。他方ハウジング部材４は、アルミニウム又はアルミニウム合金或いは銅又は銅 合金によって形成されたものである。

【０００７】

【作用】 本願第１の考案に係る偏平ヒーターは、比較的安価に供給可能なニクロム線等 発熱線２１を採用することによって、コストを低減するものである。そして、こ のニクロム線等の発熱線２１を軸線２０に対してスパイラル状に捲回することに よって、発熱時にニクロム線等の発熱線２１がその長手に伸びを生じても、スパ イラルの目が狭くならずに緩衝され、無理な力が加わることがない。従って、安 価に生産されるも、充分な信頼性を確保することが可能となった。 特に、従来のリボンヒーターを用いるヒーターにあっては、基板となる薄板状 体に対して、リボンヒーターが巻き付けられるというよりも、何箇所も折り畳ま れるという状態にて薄板状体の表裏に固定されるものであった。ニクロム線を用 いる発熱線材にあって、このように（単に巻かれるのではなく）何箇所も折り曲 げられる固定方法を採用するのは、著しくその寿命を低下させるものである。こ れに対して、本願第１の考案に係るヒーターにあっては、発熱線材２を完全に折 り曲げなくとも、基板１に設けられた複数の孔１０…を通すだけで、基板１に固 定することが可能である。即ち、発熱線材２は、孔１０…に通されることによっ て基板１の表裏に縫い込まれるように固定されるものであるため、発熱線材２自 身は、何箇所も極端に折り曲げられずに済むものである。このような固定構造を 採用することによって、帯状のリボンヒーターのように捲回する（折り曲げて巻 き付ける）必要がなく、発熱線材２が帯状でなくとも、ヒーターの偏平さを維持 し、厚みを生じさせない。 更に、ハウジング４によって、液密に保たれるものであるため、液体中にヒー ターを投入して、この液体を昇温するのに使用することができる。

【０００８】 本願第２の考案に係る偏平ヒーターは、上記第１の考案の作用に加えて、発熱 線材２が、基板１の長手方向とほぼ平行になるように或いは平行となる部分を有 するように、基板１へ固定されるものであるため、一つの孔１０と次に発熱線材 ２が通される孔１０との間隔も比較的大きく確保することが可能であり、より一 層、発熱線材１に余計な変形の負担を強いることがない。

【０００９】 本願第３の考案に係る偏平ヒーターは、最も適切な素材によって、構成された ものであり、一層上記第１或いは第２の考案の作用を得ることが可能である。即 ち、安価で伝熱性に優れるアルミニウム又はアルミニウム合金或いは銅又は銅合 金をハウジング部４に採用し、絶縁性と伝熱性に優れるマイカを基板１と絶縁板 ３，３に用い、又熱膨張率の低いガラス繊維を軸線２０に使用して、最も大きく 上記第１或いは第２の考案の作用を得ることを可能とした。

【００１０】

【実施例】

以下図面を用いて本願考案の実施例について説明する。

【００１１】 図１、図２、図３及び図４へ本願考案の一実施例を示す。 図１へ示す通り、本願考案に係るシート状ヒーターは、基板１と、発熱線材２ と、少なくとも２枚の絶縁板３，３と、ハウジング部材４とを備える。

【００１２】 基板１は、絶縁体によって形成された略長方形の薄板状体である。このような 基板１を形成する素材として、マイカが最適である。勿論安価で充分な絶縁性・ 耐熱性を有する素材であれば、マイカに代えて、そのような素材を用いることも 可能である。

【００１３】 基板１には、その表面から裏面へ貫通する適宜数の孔１０…が形成されたもの である。各孔１０…は、発熱線材２を、余裕を以て通すことが可能な大きさであ れば、どのようなものでも実施可能である。特に内径約１〜５ｍｍ程度のものが 適切であり、最も好ましくは約２ｍｍ程度のものである。

【００１４】 孔１０…は、適当に分布するものである。この実施例において、基板１の長手 方向Ｘに対しては、（基板１の長手と交差する方向等）他の方向に対するよりも 、分布が疎になるように配設されている。しかし、このような例に限定するもの ではない。

【００１５】 又孔１０…は多めに形成して適当に分布するものとし、必要な箇所にあるもの のみを使用するようにして実施することも可能である（但し材料コストはともか く製造コスト上、所望の箇所に所望の個数のみ形成するのが適切ではある）。

【００１６】 上記基板１には、発熱線材２が配設される。図２へ示すように、この発熱線材 ２は、耐熱性と絶縁性を有し且つ熱膨張率の小さな素材によって形成された横断 面がほぼ円形で紐状の軸線２０と、軸線２０の周面へスパイラル状に巻き付けら れたニクロム線等の発熱線２１とによって形成されたものである。軸線２０の素 材としては、ガラス繊維が最適である。しかし、適当な絶縁性・耐熱性・可塑性 を有する素材であれば、ガラス繊維に代えて採用することも可能である。 上記の通り、ニクロム線等の発熱線２１は、軸線２０の周面へスパイラル状に 配設されることによって、発熱時のＹ方向に対する伸びを緩和することが可能で ある。発熱線２１としては、ニクロム線以外に、スウェーデンのカンタル社製の 合金線であるカンタル線と呼ばれるものが適当である。 軸線２０と発熱線２１は、細く形成したものを用いる。

【００１７】 図１及び図３へ示すように、発熱線材２は、上記基板１の上記各孔１０…に通 され、基板１の表面と裏面の双方に沿うように、芯部材へ固定される。例えば、 発熱線材２は、一つの孔１０を通り抜けて、基板１の表面から裏面へ伸び、他の 孔１０を通り抜けて、基板１の裏面から再びその表面へ現れる。このように１本 の発熱線材２が、基板１表面と裏面とに交互に沿うように、孔１０…を縫って、 配設されるのである。

【００１８】 特に、図１へ示すように、基板１の長手方向Ｘに対して、ほぼ平行となる部分 を有するように、特にこのような平行部分が多くなるように、発熱線材２を配設 するのが、望ましい。これは、発熱線材１をあまり曲げずに済み、その負担を軽 減するためであり、耐久性を向上する上で効果的だからである。

【００１９】 以上のように、形成された基板１の表面と裏面とには、絶縁板３，３が重られ る。 尚図１の２２は、発熱線材２の両端に接続された被覆導線を示しており、この 被覆導線２２は、他より電気を供給して、ニクロム線等の発熱線２１を発熱させ るものである。

【００２０】 絶縁板３，３は、夫々適度な耐熱性と伝熱性を有する絶縁体によって形成され た薄板状体であり、基板１の形状に合わせて、ほぼ長方形に形成されたものであ る。 絶縁板３，３を形成する素材には、マイカが最適である。他に適度な、絶縁性 、熱伝導性、耐熱性を有する素材があれば、上記マイカに代えて採用することも 可能である。

【００２１】 図４へ示すように、重ねられた基板１と絶縁板３，３は、ハウジング部材４に よって、液密に被覆される。

【００２２】 詳述すると、ハウジング部材４は、伝熱性を有する素材によって形成され、端 部が閉じられた偏平な筒状体であり、その内部に、上記基板１と絶縁板３，３と を収容する。

【００２３】 即ち、ハウジング部材４内に、基板１の表面と裏面とに絶縁板３，３の夫々が 、重なった状態に収容される。基板１の発熱線材２は、これら絶縁板３，３を介 して、ハウジング部材４に熱を伝えるものである。

【００２４】 ハウジング部材４は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅或いは銅合金によ って形成されるのが適当である。適当な熱伝導性を有する素材であれば、このよ うな素材以外のものを採用することも可能である。

【００２５】 図４へ示すように、アルミニウム等の筒状体（アルミパイプ）を偏平に加工す ることによって、ハウジング部材４は形成され、その両端（図４の網掛けで示し た部位４０，４１）は、適当なシール手段によって、シールされ、液密性が保た れているのである。この例では、被覆導線２２が導き出された基端４１側にシー ル剤を封入して、その液密性を確保し、先端４０側は、複数回の折り曲げと、溶 接シール剤の封入とにより、その液密性を確保している。 以上のように形成することによって、肉厚が薄く、水等に漬けて使用すること も可能な略偏平状のヒータが得られる（但し、水中で使用するという用途に限定 するものではない）。又、薄いヒーターは、加熱手段として、他の装置品に内蔵 する場合にダウンサイジングの面でも有利である。

【００２６】 特に、従来の高価なヒーターに発熱線として用いられるリボンヒーターは、帯 状のため、本願の発熱線材２のように、基板１に形成した孔１０…に通すという 固定方法を採り難く、このため、基板１上における発熱範囲を広く取ろうとすれ ば、その帯の幅を広くすることとなる。このように幅を広げてしまうと断面が大 きくなり、抵抗値が落ちて、発熱量が低下するという問題が生じる。 本願のヒーターにあっては、このような問題は皆無である。孔１０…の分布を 密にし、断面の小さな１本の発熱線材２に寸法の長いものを採用して、発熱線材 ２を広範にめぐらせることが可能だからである。

【００２７】

【考案の効果】

本願第１の考案の実施によって、安価に偏平ヒーターを提供すると共に、その 信頼性をも充分に確保することが可能となった。 更に、液体に投入して、その昇温を可能とし、その用途を著しく広げるもので ある。

【００２８】 本願第２の考案の実施によって、上記第１の考案の効果に加えて、より寿命の 長いヒーターを提供することが可能となった。

【００２９】 本願第３の考案の実施によって、上記第１又は第２の考案の効果を最も良好に 発揮することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す要部分解斜視図であ
る。

【図２】本考案の一実施例を示す一部切欠要部略斜視図
である。

【図３】本考案の一実施例を示す要部略縦断面図であ
る。

【図４】本考案の一実施例を示す全体斜視図である。

【図５】従来例の略分解斜視図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 発熱線材 ３ 絶縁板 ４ ハウジング部材 １０ 孔 ２０ 軸線 ２１ ニクロム線等の発熱線

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板(1) と、発熱線材(2) と、少なくと
   も２枚の絶縁板(3)(3) と、ハウジング部材(4) とを備
   えてなり、 基板(1) は、絶縁体によって形成された薄板状体であ
   り、その表面から裏面へ貫通する適宜数の孔(10)…が形
   成されたものであり、 発熱線材(2) は、耐熱性と絶縁性を有し且つ熱膨張率の
   小さな素材によって形成された紐状の軸線(20)と、軸線
   (20)の周面へスパイラル状に巻き付けられ他より供給さ
   れた電気によって発熱するニクロム線等の発熱線(21)と
   によって形成され、この発熱線材(2) が上記基板(1) の
   上記各孔(10)に通されることによって基板(1) の表面と
   裏面の双方に沿うように、基板(1) へ固定され、 絶縁板(3) (3) は、夫々適度な伝熱性を有する絶縁体に
   よって形成された薄板状体であり、 ハウジング部材(4) は、伝熱性と非透水性を有する素材
   によって形成され、両端部が閉じられた偏平な筒状体で
   あり、その内部に、上記基板(1) と絶縁板(3)(3) とを
   収容することによって、発熱線材(2) の液密性を保つも
   のであり、 ハウジング部材(4) 内にて、基板(1) の表面と裏面とに
   絶縁板(3) (3) の夫々が、重なり、基板(1) の発熱線材
   (2) が、これら絶縁板(3) (3) を介して、ハウジング部
   材(4) に熱を伝えるものであることを特徴とする偏平ヒ
   ーター。
2. 【請求項２】 発熱線材(2) は、基板(1) の長手方向と
   ほぼ平行になるように或いは平行となる部分を有するよ
   うに、基板(1) へ固定されるものであることを特徴とす
   る請求項１記載の偏平ヒーター。
3. 【請求項３】 上記基板(1) 及び絶縁板(3) (3) は、マ
   イカにて形成されたものであり、発熱線材(2) の軸線(2
   0)はガラス繊維によって、他方ハウジング部材(4) は、
   アルミニウム又はアルミニウム合金或いは銅又は銅合金
   によって形成されたものであることを特徴とする請求項
   １又は２記載の偏平ヒーター。