JP5063516B2 - Heating unit and heating device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱手段の熱源として使用される発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関し、特に、発熱体として炭素系物質を主成分としシート状に形成された発熱体を使用し熱源として優れた発熱特性を有する発熱体ユニット及びその発熱体ユニットを用いた加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating element unit used as a heat source of a heating means and a heating device using the heating element unit, and particularly uses a heating element formed of a carbon-based material as a main component and formed into a sheet as a heating element. The present invention relates to a heating element unit having excellent heat generation characteristics as a heat source and a heating device using the heating element unit.
従来の発熱体ユニットに用いられた薄板長尺の炭素質発熱体としては、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されている炭素質発熱体は、その炭素質発熱体に電力を供給する端子部間、すなわち特許文献1に示す薄板長尺の炭素質発熱体においては両端部間を結ぶ長手方向に沿って互いに対向する一対の側縁それぞれに、長手方向に対して直交するように一方の側縁から他方の側縁手前の位置までレーザー加工により切り込まれて形成されたスリットが複数配設されている。一方の側縁にそれぞれ形成された複数のスリットと他方の側縁にそれぞれ形成された複数のスリットとは互いに相対向し、かつ長手方向に沿って隣り合う位置、すなわち千鳥状の位置に配置されている。この千鳥状に配置されたスリットは、通電部分(以下、電流流路と言う)となる隣り合うスリット同士の間隔幅を所望の長さに決めることにより発熱体全体の電気的抵抗値を変えている。
又、特許文献2には、炭素繊維からなる長手方向に延びる帯体状の発熱体が開示されている。特許文献2に開示されている炭素繊維からなる発熱体は、長手方向に沿って互いに対向する一対の側縁それぞれに、長手方向に対して直交するように一方の側縁から長手方向の中心線方向に向かって切り込みが複数個形成されている。そして、それらの切り込みはその長手方向の中心線近傍の電流流路である発熱領域を切断しないように形成されている。その結果、発熱領域を除く各切り込み間に形成された領域が放熱領域として形成されることとなっている。
特許文献1に開示された第1の従来例の構成においては、炭素質発熱体はその長手方向に対し千鳥状にスリットを設けることにより略均一な流路幅を有した波形状の電流流路が発熱領域として形成されることとなり、発熱部が形成されている。この様に限られた発熱体の板面面積内に、短絡や放電現象が起こりえない程度のスリットを設け、かつできるだけ電流流路の長さを設けて消費電力を上げようとしているが、発熱体材料として所定の剛性を有していないと、スリットにより発熱体に撓み、捩じれが生じて短絡や放電現象等の品質に問題が生じる恐れがでてくる。
In the configuration of the first conventional example disclosed in
また、特許文献2に開示された第2の従来例においては、発熱体は長手方向の中心線近傍の電流流路である発熱領域と発熱領域を除く各切り込み間に形成された領域が放熱領域として構成されているが、切り込みあるいは開口部により形成された放熱部分では発熱領域と放熱領域との境界が不明瞭なため、発熱体長手方向における抵抗値がばらつき、発熱体の正確な抵抗値設定が困難で製品設計上問題となる。また、前記抵抗値がばらつきの影響により放熱領域においては温度バラツキが生じて熱ストレスが発生し、最悪の場合には発熱体を構成する炭素繊維が断線する可能性もある。
Further, in the second conventional example disclosed in
本発明は、従来例における課題を解決するものであり、炭素系材料を主成分とし厚み方向に積層された構造で、かつ面方向に等方向性を有する高熱伝導率のシート状の発熱体を用い、厚み方向に応力を加えることにより電流阻害部を形成することで限られた発熱体の面積内で安定した任意の抵抗値を得ることが出来る。また、電流阻害部を組み合わせ配置することにより、発熱体として正確な抵抗値を得る事が出来るとともに、放熱効果の大きい発熱体ユニットを提供することを目的とする。 The present invention solves the problems in the conventional example, and has a sheet-like heating element with a high thermal conductivity having a structure in which a carbon-based material is a main component and laminated in the thickness direction and is isotropic in the plane direction. It is possible to obtain an arbitrary resistance value that is stable within the limited area of the heating element by forming a current blocking portion by applying stress in the thickness direction. It is another object of the present invention to provide a heating element unit that can obtain an accurate resistance value as a heating element and has a large heat dissipation effect by combining and arranging current blocking portions.
前記従来の課題を解決するために、本発明の第1の観点の発熱体ユニットは、
長手方向の両端に電圧が印加されて発熱する炭素系材料を主成分とするシート状からなる帯状形状の発熱体と、
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記第一の電流阻害部は、前記発熱体の長手方向に沿って互いに対向する一対の側縁それぞれに互いに対向する側縁に向かって延設するように形成され、かつ前記発熱体の長手方向に沿って各側縁に所定の配置間隔を有して複数個配置されるとともに、前記各側縁から延設された先端部が前記長手方向に直交する帯幅方向に対し所定の幅を有するよう形成されて導通路が設けられることにより、前記導通路は前記長手方向に沿って形成された電流経路となる一方の第一の電流阻害部と、
当該一方の第一の電流阻害部の間で、前記発熱体の前記帯幅の中央部に位置して前記一方の第一の電流阻害部と所定の配置間隔を有しながら並行になるように前記両側縁に向けて延設し、かつ、発熱体の一対の対向する両側縁にそれぞれ導通路を残して形成される他方の第一の電流阻害部と、で構成され、
前記保持具の近傍に位置する前記発熱体の部分に配置された前記一方の第一の電流阻害部の間に、発熱体の前記帯幅の中央部に位置した発熱体の一対の対向する両側縁側にそれぞれ導通路を残して形成される他方の第一の電流阻害部が設けられるとともに、その他方の第一の電流阻害部が前記保持具に近づくに従って短くなるように形成されることにより、少なくとも前記両側縁側の一方に位置する導通路の幅が前記保持具に近づくに従って広がるよう構成されている。この様に構成された本発明の第1の観点の発熱体ユニットは、安定した任意の抵抗値を得ることが可能で長寿命の熱源となる発熱体ユニットを提供することが可能となる。また、この様に構成された本発明の第1の観点の発熱体ユニットは、限られた発熱体面積内で安定した任意の抵抗値を得ることができ高容量の発熱体を提供することが可能となる。また、この様に構成された本発明の第1の観点の発熱体ユニットは、発熱体の前記帯幅の中央部に配置された他方の第一の電流阻害部には発熱体の長手方向の引張りに対し強度を有し、かつ形状変形による弾性特性を有することとなるので、熱サイクルにより発生する発熱体の伸縮対し常に追従し、発熱体が切断することが防止できることとなる。さらに、この様に構成された本発明の第1の観点の発熱体ユニットは、保持具の近づくに従って他方の第一の電流阻害部における導通路の幅が徐々に広くなっていくので、落下、衝撃、振動の際に応力を分散することとなって発熱体が切断されることを防止することができるとともに、発熱体のねじれ防止にも有効である。
In order to solve the conventional problem, a heating element unit according to the first aspect of the present invention includes:
A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed ,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
The first current-inhibiting portion is formed to extend toward a side edge facing each other along a pair of side edges facing each other along the longitudinal direction of the heating element, and the longitudinal direction of the heating element Are arranged with a predetermined arrangement interval at each side edge, and a tip portion extending from each side edge has a predetermined width with respect to the band width direction orthogonal to the longitudinal direction. By forming a conduction path, the conduction path is a first current inhibition part that becomes a current path formed along the longitudinal direction,
Between the one first current inhibition part, located in the center of the band width of the heating element and parallel to the one first current inhibition part with a predetermined arrangement interval The other first current inhibition portion that extends toward the both side edges and is formed leaving a conduction path on each of a pair of opposite side edges of the heating element,
A pair of opposing opposite sides of the heating element located in the central part of the band width of the heating element between the one first current inhibition part arranged in the portion of the heating element located in the vicinity of the holder By providing the other first current inhibition part formed leaving the conduction path on the edge side, and forming the other first current inhibition part to become shorter as approaching the holder, The width of the conduction path located at least on one side of the both side edges is configured to increase as it approaches the holder . The heating element unit according to the first aspect of the present invention configured as described above can provide a heating element unit that can obtain a stable arbitrary resistance value and serves as a long-life heat source. Further, the heating element unit according to the first aspect of the present invention configured as described above can obtain a stable arbitrary resistance value within a limited heating element area and provide a high-capacity heating element. It becomes possible. Further, the heating element unit according to the first aspect of the present invention configured as described above is provided in the longitudinal direction of the heating element in the other first current inhibition portion arranged at the center of the band width of the heating element. Since it has strength against tension and has elastic characteristics due to shape deformation, it always follows the expansion and contraction of the heating element generated by the thermal cycle, and can prevent the heating element from being cut. Furthermore, the heating element unit according to the first aspect of the present invention configured as described above is configured such that the width of the conduction path in the other first current inhibition portion gradually increases as the holder approaches, Dispersing stress during impact and vibration can prevent the heating element from being cut and is also effective in preventing twisting of the heating element.
本発明の第2の観点の発熱体ユニットは、前記第1の観点における前記保持具の近傍に位置する前記発熱体の部分に配置された前記一方の第一の電流阻害部の間に、発熱体の前記帯幅の中央部に位置した発熱体の一対の対向する両側縁側にそれぞれ導通路を残して形成される他方の第一の電流阻害部が設けられるとともに、その一方の第一の電流阻害部の前記側縁からその側縁を起点に延びる前記一方の第一の電流阻害部の延設先端部までの長さが前記保持具に近づくに従って短くなるように形成されることにより、少なくとも前記両側縁側の一方に位置する導通路の幅が前記保持具に近づくに従って広がるようになる。この様に構成された本発明の第2の観点の発熱体ユニットは、保持具の近づくに従って前記第一の電流阻害部の延設先端部側に位置する導通路の幅が徐々に広くなっていくので、落下、衝撃、振動の際に応力を分散することとなって発熱体が切断されることを防止することができるとともに、発熱体のねじれ防止にも有効である。 Heat generating unit of the second aspect of the present invention, during the said heating element first current blocking portions arranged on part of the one located in the vicinity of the holder in the first aspect, heating The other first current inhibition portion formed by leaving a conduction path on each of the pair of opposite side edges of the heating element located at the center of the band width of the body, and one of the first currents By forming the length from the side edge of the inhibition portion to the extending tip of the one first current inhibition portion extending from the side edge as a starting point, the length becomes shorter as approaching the holder, The width of the conduction path located on one of the both side edges becomes wider as it approaches the holder. In the heating element unit according to the second aspect of the present invention configured as described above, the width of the conduction path located on the extended distal end side of the first current inhibition portion gradually increases as the holder approaches. Therefore, it is possible to prevent the heating element from being cut by dispersing stress during dropping, impact, and vibration, and also to prevent twisting of the heating element.
本発明の第3の観点の発熱体ユニットは、
長手方向の両端に電圧が印加されて発熱する炭素系材料を主成分とするシート状からなる帯状形状の発熱体と、
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記電流阻害部は、前記発熱体長手方向に直交する前記発熱体の帯幅方向の中央部に延設され、かつ前記長手方向に沿って所定の間隔を有して複数個配置するように形成される前記第一の電流阻害部と、前記第一の電流阻害部の両延設先端部に前記第一の電流阻害部に連結され、前記長手方向に延設される第二の電流阻害部と、が前記発熱体の厚み方向に応力を加えてそれぞれ形成された電流阻害部の列を単数あるいは複数個並列して設けられている。この様に構成された本発明の第3の観点の発熱体ユニットは、第二の電流阻害部により前記発熱体の長手方向に流れる電流の一部が発熱体の帯幅方向に流れる電流となることを阻害せしめているので、安定した電流が流れる電流経路を確保できる。また、この様に構成された本発明の第3の観点の発熱体ユニットは、第一の電流阻害部と第二の電流阻害部とが発熱体に対し歪が発生し難い位置に形成されることになるので、発熱体のねじれ、変形に対し優れた安定性を有する発熱体ユニットを提供することが可能となる。
The heating element unit according to the third aspect of the present invention is
A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
The current inhibition part is formed to extend in the center of the heating element in the band width direction orthogonal to the longitudinal direction of the heating element, and to be arranged in a plurality with a predetermined interval along the longitudinal direction. The first current inhibition portion and the second current inhibition portion connected to the first current inhibition portion at both extending tips of the first current inhibition portion and extending in the longitudinal direction Are arranged in parallel with one or a plurality of rows of current blocking portions formed by applying stress in the thickness direction of the heating element. In the heating element unit according to the third aspect of the present invention configured as described above, a part of the current flowing in the longitudinal direction of the heating element becomes the current flowing in the band width direction of the heating element by the second current blocking portion. Since this is hindered, a current path through which a stable current flows can be secured. Further, in the heating element unit according to the third aspect of the present invention configured as described above, the first current inhibition part and the second current inhibition part are formed at a position where distortion is hardly generated with respect to the heating element. Therefore, it is possible to provide a heating element unit having excellent stability against twisting and deformation of the heating element.
本発明の第4の観点の発熱体ユニットは、
長手方向の両端に電圧が印加されて発熱する炭素系材料を主成分とするシート状からなる帯状形状の発熱体と、
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記電流阻害部は、前記発熱体長手方向に直交する前記発熱体の帯幅方向の互いに対向する一対の側縁の少なくとも一方の側縁から対向する他方の側縁に向かって延設し、かつ前記発熱体の長手方向に沿って所定の配置間隔を有して複数個配置される前記第一の電流阻害部と、前記各第一の電流阻害部の延設された延設先端部に前記第一の電流阻害部に連結された第二の電流阻害部と、が前記発熱体の厚み方向に応力を加えてそれぞれ形成されたている。この様に構成された本発明の第4の観点の発熱体ユニットは、第二の電流阻害部により前記発熱体の長手方向に流れる電流の一部が発熱体の板幅方向に流れる電流となることを阻害せしめているので、安定した電流が流れる電流経路を確保できる。
The heating element unit according to the fourth aspect of the present invention is:
A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
Wherein the current inhibiting unit may extend toward the other side edge opposite from at least one side edge of a pair of side edges facing each other of the band width direction of the heating element which is orthogonal to the heating element longitudinal direction and A plurality of the first current inhibition portions arranged with a predetermined arrangement interval along the longitudinal direction of the heating element, and the extended distal end portions of the first current inhibition portions, A second current inhibition portion connected to the first current inhibition portion is formed by applying stress in the thickness direction of the heating element. In the heating element unit according to the fourth aspect of the present invention configured as described above, a part of the current flowing in the longitudinal direction of the heating element becomes the current flowing in the plate width direction of the heating element by the second current blocking portion. Since this is hindered, a current path through which a stable current flows can be secured.
本発明の第5の観点の発熱体ユニットは、前記第4の観点における前記第一の電流阻害部を前記発熱体の対向する両側縁それぞれに前記発熱体の長手方向に沿って所定の配置間隔を有して複数個配置し、かつ、前記各第一の電流阻害部の延設された延設先端部に前記第一の電流阻害部に実質的に連通された第二の電流阻害部がそれぞれ形成されるとともに、一方の側縁側に向けられた第二の電流阻害部と他方の側縁側に向けられた第二の電流阻害部とが長手方向に沿って千鳥状に配置されている。この様に構成された本発明の第5の観点の発熱体ユニットは、第二の電流阻害部が長手方向に沿って千鳥状に配置されているので、より安定した抵抗値の設定が出来き、その結果として発熱体温度分布のバラツキも少ない発熱体ユニットを提供することが可能となる。 A heating element unit according to a fifth aspect of the present invention provides the first current-inhibiting portion according to the fourth aspect with a predetermined arrangement interval along the longitudinal direction of the heating element on each opposite side edge of the heating element. A plurality of second current-inhibiting portions that are substantially communicated with the first current-inhibiting portion at the extended distal ends of the first current-inhibiting portions. Each is formed, and a second current inhibition portion directed to one side edge side and a second current inhibition portion directed to the other side edge side are arranged in a staggered manner along the longitudinal direction. In the heating element unit according to the fifth aspect of the present invention configured as described above, since the second current inhibition portions are arranged in a staggered manner along the longitudinal direction, a more stable resistance value can be set. As a result, it is possible to provide a heating element unit with less variation in the temperature distribution of the heating element.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点における前記発熱体の長手方向に沿って同一側縁に設けられた前記各第一の電流阻害部の隣同士の離反距離を示す配置間隔L2と、前記第一の電流阻害部の延設先端部にそれぞれ設けられた前記各第二の電流阻害部の隣同士の離反間隔L1との関係が、L1/L2=0.2〜0.9である。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、効率のよい放熱を実現できる発熱体ユニットを提供することが可能となる。 Other aspects heat generating unit of the present invention, the arrangement interval indicating the separating distance next to each other the respective first current-inhibiting portion provided on the same side edge along a longitudinal direction of the heating element in the viewpoint L2 And the separation distance L1 next to each of the second current blocking portions provided at the extending tip of the first current blocking portion, L1 / L2 = 0.2 to 0.9. It is. The heat generating unit according to the present invention constructed as is, it is possible to provide a heat generating unit which can realize efficient heat radiation.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点において、前記保持具の近傍に位置する前記発熱体の部分に前記第一の電流阻害部を形成し、その前記第一の電流阻害部の延設先端部を前記保持部から離反する方向に延設し、かつ対向する第二の電流阻害部間に形成された通電領域の幅を少なくする方向に傾斜するように屈曲せしめるように延設することにより、通電領域の電流を制御する。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、保持具近傍で温度勾配をもたすことで発熱体に局部的な熱ストレスが与えられることを排除し長寿命な発熱体ユニットを提供することが可能となる。 Other aspects heat generating unit of the present invention, in the aspect, the forming the first current inhibition at a portion of the heating element located in the vicinity of the holder, the said first current blocking portions The extending tip is extended in a direction away from the holding portion, and is extended so as to be bent so as to be inclined in a direction of reducing the width of the energization region formed between the opposing second current blocking portions. By doing so, the current in the energized region is controlled. The heat generating unit according to the present invention constructed in this manner, provides eliminate long lifetime heat generating unit that local thermal stress is applied to the heating element by the holding member near Motas temperature gradient It becomes possible to do.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点における前記保持具の近傍に位置する前記発熱体に、その発熱体の長手方向に沿って互いに対向する一対の側縁の少なくとも一方の側縁から対向する他方の側縁に向かって延設する前記第一の電流阻害部が前記長手方向に沿って所定の配置間隔を有して複数個配置されるとともに、前記側縁からその側縁を起点に延びる前記第一の電流阻害部の延設先端部までの長さが前記保持具に近づくに従って短くなるように形成されることにより、前記第一の電流阻害部の延設先端部側に位置する導通路の幅が前記保持具に近づくに従って広がるようになっている。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、保持具の近づくに従って前記第一の電流阻害部の延設先端部側に位置する導通路の幅が徐々に広くなっていくので、落下、衝撃、振動の際に応力を分散することとなって発熱体が切断されることを防止することができるとともに、発熱体のねじれ防止にも有効である。 Heat generating unit of another aspect of the present invention, the heating element located in the vicinity of the retainer in the aspect, at least one side edge of a pair of side edges facing each other along the longitudinal direction of the heat generating element A plurality of the first current-inhibiting portions extending from the side edge to the other side edge facing each other with a predetermined arrangement interval along the longitudinal direction. By forming the length of the first current inhibition portion extending to the starting point to the extended distal end portion so as to approach the holder, the length of the first current inhibition portion on the extended distal end side of the first current inhibition portion is increased. width of the conductive paths of which are positioned so that the spreading toward the said retainer. Because the heat generating unit according to the present invention constructed in this manner, the width of the conductive paths located extending設先end side of the first current blocking portions as it approaches the retainer gradually wider, falling In addition, it is possible to prevent the heating element from being cut by dispersing stress upon impact and vibration, and also to prevent twisting of the heating element.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点における前記発熱体が、板面方向に二次元的等方向性の熱伝導性を有する構成である。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、長寿命の熱源となる発熱体ユニットを提供することが可能となる。 Other aspects heat generating unit of the present invention, the heating element in the aspect is configured to have a two-dimensional isotropic thermal conductivity in the plate surface direction. The heat generating unit according to the present invention constructed as is, it is possible to provide a heat generating unit as a heat source of long life.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点における前記発熱体が、フィルムシート材により積層された厚み300μm以下のシート状である。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、積層されるフィルムシート材の枚数を調整することにより抵抗値を変えることができるので、消費電力の制御が容易となる。 Other aspects heat generating unit of the present invention, the heating element in this aspect is a laminated thickness 300μm following sheet by a film sheet. The heat generating unit according to the present invention constructed in this manner, it is possible to change the resistance value by adjusting the number of film sheet material to be laminated, it is easy to control power consumption.
本発明のその他の観点の発熱体ユニットは、前記観点における前記容器が、耐熱性を有するガラス管又はセラミックス管のいずれかであり、前記容器内に不活性ガスを封入した構成である。この様に構成された本発明に係る発熱体ユニットは、容器内に封入した不活性ガスにより、通電した時等に生じる発熱体と空気内の酸素等の成分との反応を抑制できるので、品質が保証されることとなる。又、発熱体が低温度の発熱であっても空気内の酸素等の成分と反応して燃え易い材料である場合、容器内に封入した不活性ガスにより高温度の発熱が可能となる。 Other aspects heat generating unit of the present invention, the container in the point of view, is either glass tube or a ceramic tube having a heat resistance, a structure in which an inert gas sealed inside the container. Because the heat generating unit according to the present invention constructed in this manner, the inert gas sealed in the container, it is possible to suppress the reaction between the components such as oxygen of the heating element and the air that occurs in the energized time and the like, the quality Will be guaranteed. If the heating element is a material that reacts with components such as oxygen in the air and easily burns even when the heating element generates heat at a low temperature, the inert gas enclosed in the container can generate heat at a high temperature.
本発明のその他の観点の加熱装置は、前記観点における発熱体ユニットを有する加熱装置である。この様に構成された本発明に係る加熱装置は、安定した任意の抵抗値を得ることが可能で長寿命の熱源となる発熱体ユニットの効果により、品質の安定したものとなる。 The heating apparatus of the other viewpoint of this invention is a heating apparatus which has a heat generating body unit in the said viewpoint . Heating apparatus according to the present invention constructed in this manner, by the effect of the heat generating unit as a heat source of stable any long life resistance can be obtained, it becomes stable in quality.
本発明の発熱体ユニットにおいて、帯状形状の発熱体として炭素系材料を主成分としたシート材がその厚み方向に積層された状態で形成されたシート材の発熱体を用い、その発熱体にその厚み方向に応力を加えて電流阻害部が形成されることにより発熱体全体の抵抗値の調整が容易な発熱体を提供することができることとなる。これにより、厚み方向への放熱効果が良好で温度バラツキが小さく、さらに寿命の長い発熱体ユニットを提供することができる。 In the heating element unit of the present invention, a sheet material heating element formed in a state where a sheet material mainly composed of a carbon-based material is laminated in the thickness direction is used as the belt-like heating element. By applying a stress in the thickness direction to form the current inhibition portion, it is possible to provide a heating element in which the resistance value of the entire heating element can be easily adjusted. Accordingly, it is possible to provide a heating element unit that has a good heat dissipation effect in the thickness direction, a small temperature variation, and a long life.
以下、本発明に係る発熱体ユニットの好適な実施の形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
(実施の形態1)
本発明に係る実施の形態1の発熱体ユニットについて図1から図10を用いて以下に説明する。実施の形態1の発熱体ユニットにおいては、発熱体は炭素系材料を主成分とした層を有し、その層の厚み方向において複数の前記層が互いに空隙を形成しながら積層された柔軟性を有したシート材であり、そのシート材は一対の対向する帯面を有することとなる帯状形状に形成されている。さらに、その発熱体には発熱体の長手方向の電流を阻害する第一の電流阻害部が形成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of a heating element unit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(Embodiment 1)
The heating element unit according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the heating element unit according to the first embodiment, the heating element has a layer mainly composed of a carbon-based material, and a plurality of the layers are stacked while forming voids in the thickness direction of the layer. The sheet material is formed in a belt-like shape that has a pair of opposed band surfaces. Further, a first current inhibiting portion that inhibits the current in the longitudinal direction of the heating element is formed in the heating element.
図1は実施の形態1の発熱体ユニットを斜視図にて示している。帯状形状に形成された柔軟性を有したシート材からなる発熱体1(すなわち、シート状の発熱体1)は耐熱性を有する石英ガラス等からなる筒状の容器6の内部に形成された内部空間内に位置し、かつ発熱体1の長手方向と容器6の長手方向とは互いに対向して位置するように配置されている。発熱体1の両端部にはその両端部を挟持等により保持する断面が円形あるいは多角形の柱形状の保持具3がそれぞれ配置されている。例えば、この保持具3はスラスト軸に沿って2分割されており、2分割により形成された2つの分割面により発熱体1の端部が挟持される等により発熱体1の端部が保持されることとなる。
FIG. 1 is a perspective view of the heating element unit according to the first embodiment. A
その保持具3は電力供給部材5の一端に形成されているバネ性をもつコイル形状部4の内径側に位置する内径空間の一部と係合しコイル形状部4により保持されている。コイル形状部4は保持具3に対し保持具3のスラスト軸に直交する方向の圧力を加えながら保持することにより、保持具3と電力供給部材5は電気的接続が行なわれるとともに、保持具3の凹部に係合された発熱体1の端部は保持具3により圧着された状態で保持具3に保持されることとなる。さらに、コイル形状部4の保持具3と係合しない内部空間の他の部分では保持具3に保持された発熱体1にその発熱体1の長手方向に常に引張力が加わるように張力を有している。
The
尚、保持具3による発熱体1の端部の保持は前記構成に限定されるものではなく、保持具3により発熱体1の端部が保持できればよい。例えば、発熱体1の端部に孔を設け、その孔に保持具3に設けた係止用突起を係合することにより発熱体1の端部を係止し保持具3より保持される、あるいは発熱体1の端部と保持具3との隙間に接着剤を充填することにより保持具3により保持されるようにしてもよい。
In addition, holding | maintenance of the edge part of the
又、保持具3と電力供給部材5との電気的接続はバネ性をもつコイル形状部4よる巻き回しにより行っているが、この構成に限定されるものではなく発熱体1に直接若しくは間接的に電力を供給できる構成であればいかなる構成であってもかまわない。又、電力供給部材の一部に形成されたコイル形状部4の保持具3と係合しない他の部分は、発熱体ユニットの構成、使用状態、配置状態等の条件によっては発熱体1の両端部に配置する必要が無く、発熱体1のどちらか一方の端部側に設けるだけでもよい。
In addition, the electrical connection between the
又、電力供給部材の一部に形成されたコイル形状部4の保持具3と係合しない他の部分は、必ずしも保持具3と係合する径と同じである必要はなく、容器6の内径に隣接する径とすることにより発熱体1の位置規制を行う効果を有するようにしてもよく、逆に、発熱体ユニット構成、例えば、発熱体1と容器6が当接しなければ必ずしも必要でないものとなる。
Further, the other part of the coil-shaped
容器6はその内部空間に発熱体1、保持具3、コイル形状部4、及び電力供給部材5の一部が位置するように電力供給部材5の中間位置にて溶着され、前記容器6の内部空間は封止されている。容器6の両端より外方にそれぞれ導出された電力供給部材5の各端部は外部電力を発熱体1に供給する端子として利用される。封止された前記容器6の内部空間は空気が除去され、代わりにアルゴンガス、窒素ガス、あるいはアルゴンガスと窒素ガスの混合ガス等の不活性ガスが封入されている。
The
発熱体1には発熱体の帯幅方向、すなわち発熱体1の長手方向に対し直交し、かつ発熱体の帯面と平行方向に延設される第一の電流阻害部2(図2に示す)が形成されている、この第一の電流阻害部2は、発熱体1の帯幅方向に延設して設けられるものであり、図1では、第一の電流阻害部2として発熱体1の帯幅方向に位置する一対の対向する側縁に位置して前記各側縁より前記帯幅中央部に向けて延設され、かつ発熱体1の長手方向に直交する同一線上に対向して位置するように形成された一対の第一の電流阻害部2aと前記帯幅中央部に位置し前記両側縁に向けて延設するように形成された第一の電流阻害部2bとが、発熱体1の長手方向に沿って所定の配置間隔を有して交互に配置されている。この様に一対の第一の電流阻害部2aと第一の電流阻害部2bとが交互に設けられることにより、限られた発熱体1面積内で安定した任意の抵抗値を得ることができ高容量の発熱体ユニットを提供することが可能となる。
The
次に、本発明に係る実施の形態1に使用される発熱体1の詳細について説明する。発熱体1は帯状形状のシート材であり、そのシート材は対向する一対の層表面を有している。前記シート材は柔軟性を有し、かつ炭素系材料を主成分としたものであり、その厚み方向において、発熱体1の帯面に対し層表面が直線あるいは波うつ等の形状で略対向して位置した層が、互いの層表面の間に空隙を形成しながら複数個積層した状態で形成されている。この積層された各層とその各層の層表面の間に形成される空隙の形成状態のイメージは、複数回(例えば、何十回、何百回)重ね合わせるように折り曲げてパイ生地を作り、そのパイ生地を焼いて得たパイの断面形状と類似しているとも言える。すなわち、シート材の厚み方向に切断される断面形状は、隣り合う層の層表面が不規則に接合し、接合しない位置には空隙が形成されることとなる。
Next, the detail of the
この構成により、帯面の表面において、どの場所においてもあらゆる方向の熱伝導が同等となる特性である二次元的等方向性に優れた特性を示すこととなる。尚、実施の形態1の発熱体1としては、少なくとも必要な前記熱伝導率は200から400W/m・kの特性が得られることが望まれる。好ましくはそれ以上高い値となる特性がよい。又、前記シート材すなわち各層の導電率は、層表面に沿った方向(層表面方向)の導電率に対する層表面に直交する方向(層厚み方向)の導電率の比(以下、導電率比較値と言う。)は1/10以下になるものがより好ましい。
With this configuration, on the surface of the band surface, a characteristic excellent in two-dimensional isotropic property, which is a characteristic in which heat conduction in all directions is equivalent at any location, is exhibited. In addition, as the
本実施の形態1における発熱体となるシート材の一例は、ポリオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリ(ピロメリットイミド)、ポリ(フェニレンイソフタルアミド)、ポリ(フェニレンベンゾイミタゾール)、ポリ(フェニレンベンゾビスイミタゾール)、ポリチアゾール、ポリパラフェニレンビニレンのうちから選ばれた少なくとも1種類からなる高分子フィルムに、リン酸エステル系、リン酸カルシウム系、ポリエステル系、エポキシ系、ステアリン酸系、トリメリット酸系、酸化金属系、有機錫系、鉛系、アゾ系、ニトロン系及びスルホニルヒドラジド系の各化合物のうちから選択された少なくとも1種類のフィラーを添加し、2400℃以上の雰囲気中にて熱処理し、焼成してグラファイト化した耐熱性を有する高配向性のグラファイトフィルムシートである。 Examples of the sheet material serving as a heating element in the first embodiment are polyoxadiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, poly (pyromellitimide), poly (phenyleneisophthalate). Amide), poly (phenylene benzimitazole), poly (phenylene benzobisimitazole), polythiazole, polyparaphenylene vinylene, a polymer film comprising at least one type of phosphate ester, At least one selected from calcium phosphate, polyester, epoxy, stearic acid, trimellitic acid, metal oxide, organic tin, lead, azo, nitrone and sulfonyl hydrazide compounds Of filler and 2400 Was heat-treated at in more atmosphere, a highly oriented graphite film sheet having a fired to graphitized heat resistance.
このグラファイトフィルムシートは、面方向の熱伝導率600W/mK以上の特性を有する材料となるとともに、導電率比較値が1/10以下となる特性が得られる。又、このグラファイトフィルムシートは、高温熱処理が施されることによりフィラーがガス化して均一な発泡状態をグラファイトフィルムシート内に発生させるので、発泡した空間は空隙となり、この空隙を包む層は複数個積層された層となる。 This graphite film sheet becomes a material having a thermal conductivity in the plane direction of 600 W / mK or higher, and has a characteristic that the conductivity comparison value is 1/10 or lower. In addition, since this graphite film sheet undergoes high-temperature heat treatment, the filler is gasified to generate a uniform foamed state in the graphite film sheet, so that the foamed space becomes a void, and there are a plurality of layers surrounding the void. It becomes a laminated layer.
次に、図2を用いて発熱体1に形成する第一の電流阻害部を説明する。図2は第一の電流阻害部が形成された際の第1の剪断断面形状例を示す断面図である。発熱体1として前記グラファイトフィルムシートを用いることで、本発明の特徴である発熱体1の第一の電流阻害部2の形成がより効果的に形成することができることとなる。
Next, the 1st electric current inhibition part formed in the
先ず、図2は、先端に鋭角を有するV字状の金属製の刃物10(図中の二点破線)を用いて、帯状形状に形成された発熱体1の上方(図2において上方の位置)に位置する一方の帯面(以下、上方帯面と言う。)に対して、前記一方の対面に対し対向する下方(図2において下方の位置)に位置する他方の帯面(以下、下方帯面と言う。)に向かって応力が加えられ、発熱体1に形成されている複数個積層された各層が刃物10により剪断された直後に、刃物10が剪断を中止し上方の初期の位置に戻った時の状態を示すものであり、刃物10により形成された空間が第一の電流阻害部2として形成されている。この時、前記発熱体1の下方帯面に形成された第一の電流阻害部2の下方先端部に位置する単数あるいは複数の層は、反発力により剪断前に接続していた初期の位置に戻り接触部分1bとして略戻ってくることになる。しかしながら、戻り接触部分1bの切断端部は刃物10の先端部10bにて剪断された後に刃物10の側壁面傾斜部10aにて押し潰され、刃物10の側壁面傾斜部10aに沿って前記応力方向である下方に折り曲げられた形状となるので、戻りにより隣接して位置する各戻り接触部分1bの切断端部は、隣接する戻り接触部分1bの各切断端面に対して応力が加えられ方向すなわち上方の層表面が略当接することとなる。その結果、前記導電率の比1/10以下の特性により、電流の流れが抑制されることとなる。
First, FIG. 2 shows an upper position of the
さらに、第一の電流阻害部2として、戻り接触部分1bを除く上方に位置する部分には電流が流れないように離反する距離を有した空間が刃物10により形成されている。この空間に位置する第一の電流阻害部2の側壁、すなわち刃物10により剪断を開始する発熱体の上方帯面側の開口部周縁部分1aから戻り接触部分1b近傍までの層の切断端部は、戻り接触部分1bの切断端面と同様に刃物10の先端部10bにて剪断された後に刃物10の側壁面傾斜部10aにて押し潰され、刃物10の側壁面傾斜部10aに沿って下方に折り曲げられた形状となる、特に開口部周縁部分1a近傍が大きく折り曲げられた形状となる。その結果、第一の電流阻害部2の空間より確実に電流の流れが抑制されることとなるので、電流の制御が容易となる
次に図3により第一の電流阻害部2の第2の剪断断面形状例における断面図を示す。図3における第2の例と図2における第1の例と異なる点は、発熱体1に対して刃物10を用いて上方帯面から下方帯面、すなわち上方から下方向けて応力をかけて発熱体1を剪断した後に、前記刃物10を上方に移動させた状態を示している。この時、発熱体1は刃物10で完全に剪断され、隣り合い。かつ層表面方向に沿って位置する戻り接触部分1cの切断端面同士が、電気的接触が出来ない距離を有して位置している状態を示している。したがって、第一の電流阻害部2は発熱体1の帯厚方向が全て非接触部分として電流が遮断できることとなるので、第1の例より電流の流れの抑制が確実となるので、電流の制御がより確実にできることとなる。
Further, as the first
次に図4により第一の電流阻害部2の第3の剪断断面形状例における断面図を示す。図3における第2の例と図2における第1の例と異なる点は、前記発熱体1は戻り接触部分1bに代えて前記刃物10で部分的に剪断され一部剪断されていない接触部分1dを第一の電流阻害2の下方位置に残した点である。すなわち、第一の電流阻害部2として、下方帯面側である下方に位置した接触部分1dを除く上方に位置する部分には電流が流れないように離反する距離を有した空間が刃物10により形成されている。又、この空間に位置する第一の電流阻害部2の側壁、すなわち刃物10により剪断を開始する発熱体の上方帯面側の開口部周縁部分1aから接触部分1d近傍までの層の切断端部は、図2の第一の電流阻害部2の側壁と同様に、刃物10の先端部10bにて剪断された後に刃物10の側壁面傾斜部10aにて押し潰され、刃物10の側壁面傾斜部10aに沿って下方に折り曲げられた形状となる、特に開口部周縁部分1a近傍が大きく折り曲げられた形状となる。その結果、第一の電流阻害部2の空間より確実に電流の流れが抑制され、接触部分1dの厚みを調整することにより電流の値を調整できるので、電流の制御が容易となる。
Next, FIG. 4 shows a cross-sectional view of a third shear cross-sectional shape example of the first
以上、第一の電流阻害部の剪断断面形状について図2、図3、及び図4それぞれの場合で説明したが、いずれの場合においても電流阻害部分を有することを可能にする為に、本発明の発熱体1は、炭素系材料を主成分とした層を有し、その層の厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層された柔軟性を有したシート材を発熱体の材料として用い、好ましくは面方向において二次元的等方向で優れた熱伝導率を有する材料を用いている。発熱体1を上記材料とすることで図2の接触している戻り接触部分1bまたは図4の剪断されていない接触部分1dにおいて部分的に発熱温度が高くなっても優れた熱伝導性により分散され局部的に発熱することがないものとなる。
As described above, the shear cross-sectional shape of the first current inhibition portion has been described in the cases of FIGS. 2, 3 and 4. In any case, the present invention can be provided with a current inhibition portion. The
さらに、本発明の第一の電流阻害部2は、発熱体1の品質を高める、あるいは用途に応じた特性を引き出すために、図2、図3、及び図4に示す何れかの剪断形状を選択的に使い分けて形成してもよく、又、図2、図3、及び図4に示す剪断形状の何れかを混成して形成してもよい。例えば、発熱体の抵抗値を大きくしたい部分には図2の剪断断面形状を選び、さらに抵抗値を大きくしたい部分には図3の剪断断面形状を選ぶ、逆に、発熱体の抵抗値を小さくしたい部分には図4の剪断断面形状を選ぶことにより、任意な発熱分布を得ることが出来るので、多方面の用途に採用ができる。
Furthermore, in order to improve the quality of the
ここで、第一の前記電流阻害部2の剪断方法の一例を述べると、例えばトムソン型,ピナクル型あるいはロータリーダイカッター等の鋭利な刃物形状を有する金型を用い、所定のパターンと寸法で予め形成しておき、厚み方向に応力(=圧力)をかけながら剪断するカット手段を用いることにより、容易に形成することができる。前述の形成された図2、図3、及び図4のそれぞれに示す剪断状態は、刃物10の可動する高さを制御したり、刃物10の高さを変更したり、あるいは刃物10の先端の角度を任意に選定することにより、所望の剪断状態にすることができる。さらに、部分的に剪断状態を変更する場合においても、刃物10の高さを任意に変更したり、あるいは刃物10の先端の角度を任意に選定できることは言うまでもない。
Here, an example of the shearing method of the first
また、発熱体1の厚みまたは剪断パターンによっては発熱体1が破損する恐れがある為、作業性、取扱い性を考慮して発熱体1の下方に保持シートを配設することが好ましい。さらに、異物混入等による仕上がり精度不良防止の為、発熱体1の上方にカバーシートを重ねておいてから剪断ことがより好ましい。すなわち、保持シートあるいはカバーシートを用いるときは、剪断時の高さを精度よく管理することで、発熱体のみを剪断する(通常のハーフカットプレス)、あるいは保持シートもしくはカバーシートの少なくとも一方と発熱体とを一緒に剪断してもよい。
Moreover, since there exists a possibility that the
又、電流阻害部2の剪断方法の一例として鋭利な刃物形状で説明したが、必ずしも鋭利な刃物形状である必要はなく、上記同様の効果が得られるのであれば、プレス、ローラー加工等で加圧することも可能である。
In addition, although the sharp blade shape has been described as an example of the shearing method of the current-inhibiting
尚、第一の電流阻害部2を形成するための剪断手段として、レーザー加工やプレス加工等の加工手段が考えられるが、プレス加工手段においては打ちカスが発生するうち抜き手段と本実施例にて説明した打ちカスが発生しないカット手段との両方があるが、抜きカスの発生が全くないことにより発熱体全てを有効に利用することができる点を選択する必要がある場合には、本実施例にて説明したカット手段を選択する方がよい。
Incidentally, as a shearing means for forming the first
次に、図1における発熱体1に形成された電流阻害部の第1の実施例を図5から図8を用いて説明する。図5は前記電流阻害部の第1の実施例を示す平面図であり、図6は図5の正面図である。図7は図5に示す電流阻害部の第1の実施例における発熱体1の端部を示すものであり、図8は図7の正面図である。
Next, a first embodiment of the current inhibition portion formed in the
図5及び図6において、発熱体1の長手方向に流れる電流A(二点鎖点による矢印にて示す)を阻害するために、電流阻害部は発熱体に2種類が形成される。先ず、一方の第一の電流阻害部2aとしては、帯幅W1を有した発熱体1の帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁それぞれより発熱体1の長手方向に直交する同一線上に対向して位置しながら互いに対向する他側縁の方向、すなわち発熱体1の前記帯幅W1の中央部に向かって延設し、かつ前記中央部において互いの遊端が離反して接触しないように残された所定の幅W2を有する中央側導通路が導通路の1つとして形成される。他方の第一の電流阻害部2bは、発熱体1の前記側縁近傍に位置しない中央側に位置すれば良いが、本実施例においては発熱体1の前記帯幅W1の中央部に位置して前記第一の電流阻害部2aと並行になるように前記両側縁に向けて延設し、かつ、発熱体1の一対の対向する両側縁部分への延設を停止することにより電流Aが流れる幅W2の1/2となる幅W3の縁側導通路が導通路の他の1つとして両側縁にそれぞれ形成される。さらに、第一の電流阻害部2aと第一の電流阻害部2bは発熱体1の長手方向に沿って交互に配置されており、その配置幅W4を有する配置間隔で配置されるように形成されている。本実施例においては、縁側導通路の幅W3との配置幅W4は同寸法で形成されており、発熱量のバラつきが少なくなるよう考慮されている。又、作図上、図中の第一の電流阻害部はすき間を有する“きり欠き”のように図示しているが、実際の形状は上記で説明した図2、図3、図4のいずれかの剪断断面形状である(以下、後述の図においても同様)。
5 and 6, in order to inhibit the current A flowing in the longitudinal direction of the heating element 1 (indicated by an arrow with a two-dot chain point), two types of current inhibition portions are formed on the heating element. First, as one first current inhibition part 2a, on the same line orthogonal to the longitudinal direction of the
この発熱体1の両端部より発熱体1に定格の電流Aを流した場合、前記第一の電流阻害部2aにて形成された発熱体1の中央部に位置する幅W2の中央側導通路では電流Aが流れ、前記第一の電流阻害部2a間に形成された前記第一の電流阻害部2bにより電流Aが両側縁側に設けた各幅W3の導通路にはA/2に分散されて流れるため、蛇行して流れることとなる。このときの発熱体1全体の抵抗値は、蛇行して流れる全長と第一の電流阻害部2a、縁側導通路の幅W3及び配置幅W4等から容易にかつ正確に計算することができる。また発熱体1の高熱伝導性により瞬時に全体が均一でかつ安定した温度に到達する。尚、発熱体1の熱伝導性にもよるが面方向の熱伝導率が、例えば600W/mK以上の特性を有する材料であれば幅W3はW2の1/2以下であったとしても配熱(温度分布)に影響することはないので、配熱(温度分布)を優先する場合においては必ずしも幅W3がW2の1/2である必要はない。しかしながら、幅W3が1mm程度になると第一の電流阻害部2bの発熱体両側縁端に形成された縁側導通路に亀裂が生じる可能性があり、更には発熱体の破損となる恐れがあるので、発熱体1に第一の電流阻害部2aを形成する際、設計において注意が必要である。
When a rated current A is passed through the
図7及び図8において、図1で説明したように前記発熱体1の端部には、発熱体1の端部を保持する保持具3と、その保持具3は電気的に接続されるように保持されて発熱体1に電力を供給する電力供給部材5の一端のコイル形状部4を有している。保持具3は発熱体1の帯面に対向し挟持する挟持面を有するように2分割された導電性を有する保持体3a,3bからなり、この保持体3a,3bの対向するそれぞれの挟持面の間に、前記発熱体1を挿入してから、電力供給部材の一端のコイル形状部4を圧着された状態で保持体3a,3bの周囲を巻回することにより、発熱体1を保持する。
7 and 8, as described in FIG. 1, the end of the
又、保持具3により保持された接合部近傍に位置する保持具3に保持されていない発熱体1の接合近傍端部には、前記第一の電流阻害部2a及び前記第一の電流阻害部2bのない放熱領域1F(斜線部にて示す)を設けられることにより、保持具3及び電力供給部5に発熱体1から伝導される熱が低減されるので、発熱体は熱ストレスの低減及び高寿命化が可能となる。
In addition, the first current inhibition portion 2a and the first current inhibition portion are provided at the joint vicinity end of the
又、本実施の形態1の発熱体1は炭素系材料を主成分とするシート状である為、加工が容易にできるものである。したがって、発熱体1と保持具3の幅方向の寸法が異なる場合、図7に示すように発熱体1と保持具3との接合部において発熱体1を1e部のように斜線あるいは発熱体1の帯幅中央部側に突出する湾曲線からなる形状に形成して集中荷重が加わらないようにすることにより発熱体1の破損を防止することができ、長寿命の発熱体ユニットが可能となる。
In addition, since the
次に、図9により本発明に係る実施の形態1における電流阻害部の第2の実施例を説明する。図9は前記電流阻害部の第2の実施例を示す平面図であり、図7に示す第1の実施例と異なる点は、前記保持部の近傍に位置する発熱体の部分に形成された前記第一の電流阻害部2aあるいは,前記第一の電流阻害部2bは、形成された位置によってそれぞれ異なる寸法形状で形成された点である。
Next, a second example of the current inhibition part in the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view showing a second embodiment of the current blocking portion, and the difference from the first embodiment shown in FIG. 7 is that it is formed in the portion of the heating element located in the vicinity of the holding portion. The first current hindering part 2a or the first current hindering
図9において、先ず、発熱体1に形成されている対向する一対の第一の電流阻害部2aの遊端部先端間に形成されている導通路の幅W2(W2a,W2b,W2c,W2dにて示す)は、発熱体1の端部あるいは保持具3に近づいた位置に形成されるに従って第一の電流阻害部2aの長さを徐々に短くして導通路の幅W2の幅寸法をW2a<W2b<W2c<W2dとなるように徐々に広く(大きく)なっている。その結果、発熱体1の端部あるいは保持具3に近づくほど、導通路の幅W2においては発熱体1の抵抗値が徐々に小さくなり保持具3及び電力供給部5に発熱体1から伝導される熱が低減され、発熱体1は熱ストレスの低減及び高寿命化が可能となる。又、保持部近傍の導通路の面積が徐々に広くなることで落下、振動、衝撃の際に生じる応力を分散し発熱体1が切断されることを防止するとともに発熱体のねじれ防止となり高寿命化が可能となる。
In FIG. 9, first, the width W2 (W2a, W2b, W2c, W2d) of the conduction path formed between the tips of the free ends of the pair of first current inhibition portions 2a facing each other formed on the
さらに、発熱体1の前記帯幅W1の中央部に位置する他方の第一の電流阻害部2bは、第一の電流阻害部2bの遊端部と発熱体1の両側縁間にそれぞれ位置する縁側導通路の幅W3(W3a,W3b,W3c,W3dにて示す)が、発熱体1の端部あるいは保持具3に近づいた位置に形成されるに従って第一の電流阻害部2bの長さを徐々に短くして縁側導通路の幅W3の幅寸法をW3a<W3b<W3c<W3dとなるように徐々に広く(大きく)している。その結果、前記導通路の幅W2と同様に、発熱体1の端部あるいは保持具3に近づくほど、縁側導通路の幅W3においては発熱体1の抵抗値が徐々に小さくなり保持具3及び電力供給部5に発熱体1から伝導される熱が低減され、発熱体1は熱ストレスの低減及び高寿命化が可能となる。又、保持部近傍の導通路の面積が徐々に広くなることで落下、振動、衝撃の際に生じる応力を分散し発熱体1が切断されることを防止するとともに発熱体のねじれ防止となり高寿命化が可能となる。尚、発熱体1の端部あるいは保持具3に近づいた位置に形成されるに従って導通路の幅W2と縁側導通路の幅W3とを一緒に徐々に広くすることは、通常、より好ましいこととなることは言うまでもない。
Furthermore, the other first
又、前記一対の対向する第一の電流阻害部2aの遊端間に形成された発熱体1の中央部に位置する幅W2a,W2b,W2c,W2dからなる導通路の各部分と発熱体1の端部に位置する保持具3との間隔、あるいは前記第一の電流阻害部2bの遊端部と発熱体1の両側縁間に形成された発熱体1の両側縁にそれぞれ位置する幅W3a,W3b,W3c,W3dからなる縁側導通路の各部分と発熱体1の端部に位置する保持具3との各間隔は、発熱体1の両端部共においては必ずしも同じ寸法の間隔にする必要はない。例えば、発熱体ユニット、すなわち発熱体1の長手方向を床に対し鉛直方向に配設する加熱装置においては、加熱装置天面の温度が高くなるため、加熱装置天面側に位置する第一の電流阻害部2a、あるいは第一の電流阻害部2bは保持具3との間隔を広くすることで電力供給部材5のコイル状部4及び容器6の溶着部の温度上昇を低減し安全で高寿命の加熱装置を得ることが可能となる。
Further, each portion of the conduction path consisting of widths W2a, W2b, W2c, W2d located at the center of the
次に、図10により本発明に係る実施の形態1における電流阻害部の第3の実施例を説明する。図10は前記電流阻害部の第3の実施例を示す平面図であり、図5に示す第1の実施例と異なる点は、発熱体1の中央部に形成された前記第一の電流阻害部2bに発熱体1の幅方向に流れる電流を阻害する第二の電流阻害部7aが形成されたことである。
Next, a third example of the current inhibition unit in the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a plan view showing a third embodiment of the current inhibition portion. The difference from the first embodiment shown in FIG. 5 is that the first current inhibition formed in the central portion of the
図10において、発熱体1の中央部に形成された前記第一の電流阻害部2bに直交するように第二の電流阻害部7aが形成されている。本実施例においては、第二の電流阻害部7aは発熱体1の前記帯幅W1の中心に位置する発熱体1の長手方向の中心線上に位置し、その長手方向の中心線に沿って延設されている。この第二の電流阻害部7aは第一の電流阻害部2aにより形成された幅W2の導通路から流れてくる電流Aを、第一の電流阻害部2bによって発熱体の両側縁にそれぞれ形成された幅W3の縁側導通路へ流れるように2分割し、それぞれA/2に分散することとなる。その結果、第一の電流阻害部2a間により形成された幅W2の導通路から流れてくる電流Aを前記第一の電流阻害部2aと前記第一の電流阻害部2b間に形成された導通路W4に電流が均等にA/2づつ流れることにより抵抗値が安定し均一な配熱が実現できるとともに、安全で高寿命の加熱装置が可能となる。
In FIG. 10, a second current inhibition portion 7 a is formed so as to be orthogonal to the first
図10では第二の電流阻害部7aが発熱体1の帯幅W1の中心に配置された場合で説明したが、必ずしも発熱体1の帯幅W1の中心に位置する必要はなく、例えば、図10の図中において、第二の電流阻害部7aが前記発熱体1の帯幅W1の中心より下方向あるいは上方向に配置調整された場合、図の上方に位置する幅W3を形成する縁側導通路の抵抗値と図の下方に位置するW3を形成する縁側導通路の抵抗値とはそれぞれ異なることとなる。その結果、前記上方に位置する縁側導通路と前記下方に位置する縁側導通路との温度分布を変えることができ所望の配熱・配光が可能となるとともに高容量の発熱体ユニットを実現することができる。
Although FIG. 10 illustrates the case where the second current blocking portion 7a is disposed at the center of the band width W1 of the
又、図10では第二の電流阻害部7aの発熱体1長手方向の幅W5を配置幅W4或いは幅W3と略同じ寸法幅で説明したが、必ずしも同じである必要ではない。すなわち、幅W5の幅寸法調整、例えば幅W5を配置幅W4或いは幅W3より長くすることでより抵抗値が安定し均一な配熱が可能となる。
In FIG. 10, the width W5 in the longitudinal direction of the
尚、第2の電流阻害部7aは前述したように発熱体1の帯幅W1方向の配置調整と発熱体1長手方向の幅W5の幅寸法調整は別々に説明したが、併用して実施して各々の効果を得ることは言うまでもない。
(実施の形態2)
本発明に係る実施の形態2の発熱体について図11から図16を用いて以下に説明する。 発熱体ユニットとしての構成は図1に示す前記実施の形態1と同様であり、同様な部分については同符号を付し説明を省略する。異なるところは発熱体1に形成される電流阻害部が異なる点であり、以下に、図11を用いて電流阻害部の第4の実施例を説明する。図11は前記電流阻害部の第4の実施例を示す平面図である。
In the second current inhibition part 7a, as described above, the arrangement adjustment of the
(Embodiment 2)
A heating element according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The configuration as the heating element unit is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The difference is that the current inhibition part formed in the
図11において、帯幅W1を有した発熱体1には、その帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁それぞれより互いに対向する他側縁の方向、すなわち発熱体1の帯幅W1の中央部に向かって延設し、前記中央部において互いに延設した先端間に切断されていない幅を有する部分、すなわち電流が流れることが可能な中央側導通路の幅を残した状態で、かつ前記中央側導通路を中央に介して発熱体1の長手方向に直交する同一線上に対向して位置するように一対の第一の電流阻害部2aが形成されている。さらに、一対の第一の電流阻害部2aはこの発熱体1の長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有して複数個並列して配置されることにより、この第一の電流阻害部2aによって発熱体1の長手方向に流れる電流を阻害するようになっている。又、発熱体1の帯幅方向に流れる電流を阻害するために前記同一線上に位置した一対の第一の電流阻害部2aの各遊端部には、発熱体1の長手方向に延設され対向する一対の第二の電流阻害部7aが形成されることにより、対向する第二の電流阻害部7aの間には電流A2の流れによる所定の発熱が可能な幅を有する通電領域8(図中の斜線部分)が形成される。本実施例においては、一対の第二の電流阻害部7aは平行に位置するように前記同一線上を対称軸として発熱体の長手方向に延設され、かつ各第一の電流阻害部2aの遊端部先端に結合して連通するようにそれぞれ形成されている。
In FIG. 11, the
このことにより第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aとからなる前記同一線上に対向して位置する一対のT字型の電流阻害部が形成されることとなる。この時、発熱体の長手方向に沿って形成される各第二の電流阻害部7aは、前記長手方向の隣には通電領域8にて発生した熱が有効に伝導される入り口となる間隔L1を有した伝導口16が形成される。したがって、T字型の電流阻害部は発熱体1の長手方向に沿って発熱体の両側縁にそれぞれ配置された2列配置となり、各列は断続的に配置された複数のT字型の電流阻害部で構成されたものとなる。尚、第二の電流阻害部7aは図2、図3及び図4で説明した第一の電流阻害部2aの剪断断面形状とその形成手段とは同様なものである。
As a result, a pair of T-shaped current-inhibiting portions that are located on the same line and that are formed of the first current-inhibiting portion 2a and the second current-inhibiting portion 7a are formed. At this time, each of the second current blocking portions 7a formed along the longitudinal direction of the heating element has an interval L1 that becomes an entrance through which the heat generated in the energizing
この前記発熱体1の両端に定格の電圧が印加された場合、対向する一対、すなわち2列の第二の電流阻害部7aより発熱体1の両側縁側に位置する領域は第一の電流阻害部2aにより矢印で示す電流A2が流れず、対向する2列の第二の電流阻害部で挟まれた通電領域8にのみ電流A2が流れ、この通電領域8では通電により発熱して温度が上昇する。他方、対向する2列の第二の電流阻害部7aより発熱体1の両側縁側に位置し、かつ間隔L2を有して隣り合う第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aに囲まれる間隔L2を有する放熱領域9は、通電領域8で発生した熱が矢印H1にて示すように第二の電流阻害部7aの前記伝導口16を介して伝導される。このように通電により発熱する通電領域8と、通電領域8で発生した熱が伝導されて放熱する放熱領域9を設けることにより、高容量の発熱体を得ることができるとともに、発熱面積の大きな発熱体を得ることが可能となる。図9では熱の伝わる方向は、発熱体の長手方向の一放熱領域のみに記載したが、他の放熱領域でも同様に熱伝導することは言うまでもない。
When a rated voltage is applied to both ends of the
又、前記発熱体1の長手方向における第一の電流阻害部の配置間隔L2と発熱体長手方向における前記第二の電流阻害部の間隔L1との関係は、材料により異なるが、通常、L1/L2=0.2〜0.9とすることで、本発明の通電領域8と放熱領域9を得ることが可能となる。たとえば、L1/L2が0.2より小さい場合には、通電により発生した熱を充分に伝導することができず効果的な放熱が得られなくなる。さらには、通電領域8と放熱領域9との境界部分の温度差が発生し発熱体の破断の恐れも生じる。
Further, the relationship between the arrangement interval L2 of the first current inhibition portions in the longitudinal direction of the
逆に、L1/L2が0.9より大きい場合は、放熱領域にも電流が流れてしまい、本来
通電領域8にだけ流れるべき電流よりもさらに大きい電流が流れてしまい、発熱体1全体の抵抗値を予測することが困難になる。さらには、発熱体1幅方向における対向する2列の第一の電流阻害部2a間にある通電領域8は局部的に抵抗値が小さくなり熱ストレスによって発熱体1の破断の恐れも生じてくる。例えば、発熱体1を厚みt=300μm、幅W1=4.5mm(通電領域1.5mm、放熱領域各1.5mm)、長さ300mmで、面方向の熱伝導率が600W/mKを用い発熱体1の通電領域8表面温度が1100℃となる設定で実験を行った。先ず、L1/L2=0.5とした場合、放熱領域9における表面温度の最小値は通電領域8より低い1060℃であり、温度差40℃(1100℃に対し3.6%)がとなった。次に、L1/L2=0.2とした場合、放熱領域9における表面温度の最小値は通電領域8より低い990℃であり温度差110℃(1100℃に対し10.0%)となった。発熱体1表面温度バラツキとしては製品として10%以内であるのが好ましい。次に、L1/L2=0.9とした場合、放熱領域9における表面温度の最小値は通電領域8より低い1080℃であり、温度差20℃(1100℃に対し1.8%)がとなった。以上のことから、L1/L2=0.2〜0.9で本発明の通電領域8と放熱領域9を得ることが可能ではあるが、発熱体1の熱伝導率及び発熱体1形状(厚みt、幅W1、通電領域8、放熱領域9)を考慮すると、好ましくは、L1/L2=0.3〜0.8の範囲で設計することにより、最適な抵抗値とバラツキの少ない発熱温度を有する発熱体が得られる。又、第一の電流阻害部2aの間隔L2は発熱体1全域にわたって必ずしも同じ間隔寸法である必要はなく発熱体ユニットを用いた製品仕様及び用途に応じて適宜設定することが可能である。
On the other hand, when L1 / L2 is larger than 0.9, a current flows also in the heat dissipation region, and a current larger than a current that should flow only in the
尚、第一の電流阻害部2aの一部が欠落すなわち不連通である状態、あるいは第一の電流阻害部2aと第一の電流阻害部7aとの結合部分が不連通な状態で形成された場合においても、放熱領域9に形成された電流経路への電流が小さく通電領域8の通電による発熱にほとんど影響しない、もしくは製品設計する上で抵抗値の設定が困難にならない等の場合には、実質的に連通しているとして解釈できるものである。
It should be noted that a part of the first current inhibition part 2a is missing, that is, is in a disconnected state, or a coupling part between the first current inhibition part 2a and the first current inhibition part 7a is formed in an unconnected state. Even in the case where the current to the current path formed in the
次に、図12及び図13により、本発明の実施の形態2における電流阻害部の第5の実施例を説明する。図12は前記電流阻害部の第5の実施例を示す平面図であり、図13は図12の正面図である。この第5の実施例が前記第4の実施例と異なる点は、前記保持部の近傍に位置する発熱体の部分に異なる形状の前記第一の電流阻害部を形成したことである。 Next, a fifth example of the current inhibition unit in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a plan view showing a fifth embodiment of the current inhibition portion, and FIG. 13 is a front view of FIG. The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that the first current blocking portion having a different shape is formed in the portion of the heating element located in the vicinity of the holding portion.
図12及び図13において、発熱体1の端部を保持する前記保持具3の近傍に位置する発熱体の部分に形成された対向する一対の第一の電流阻害部2aの遊端部先端には第二の電流阻害部7aと異なる第二の電流阻害部7bが形成されている。この第二の電流阻害部7bは第一の電流阻害部2aの遊端部先端を起点に前記保持部から離反する発熱体1の長手方向に、かつ対向する一対の第二の電流阻害部7a間に形成された通電領域の幅を少なくする方向に傾斜するように延設されて形成されている。さらに、本実施例においては、前記通電領域8の幅と間隔L1による作用効果を引き出すために、前記各第二の電流阻害部7bの遊端部先端を起点とした一対の第二の電流阻害部7aが対向するように形成されている。その結果、傾斜している第二の電流阻害部7bに挟まれて位置する通電領域においては、前記通電領域が広がっていく方向に位置する保持部3側方向に対して発熱体1の抵抗値が徐々に小さくなるように変化するので、発熱体1は熱ストレスによる破損を防止でき高寿命の発熱体ユニットが可能となる。
12 and 13, at the distal end of the free end portion of the pair of first current inhibition portions 2a facing each other formed in the portion of the heating element located in the vicinity of the
この図12においては、第二の電流阻害部7bは第一の電流阻害部2aあるいは第二の電流阻害部7aに対して一定角度(交差角度)をもつ直線形状で、かつ保持具近傍に設ける状態を現したが、これに限定されるものではなく、第二の電流阻害部7aは発熱体の帯幅中央方向に突出する緩やかな曲面等の湾曲形状を有していてもよい。すなわち、第二の電流阻害部7bは前記通電領域が保持具3方向に広がることにより、前記通電領域が広がっていく方向に位置する保持部3方向に対して発熱体1の抵抗値が徐々に小さくなるように変化する効果を得るように形成できればよい。例えば、図11に示したように第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aとによりT字型の電流阻害部を形成した場合においては、第二の電流阻害部7aの保持具3側の遊端先端を起点として傾斜する第二の電流阻害部7bを形成し、前記第二の電流阻害部7bは保持具3に近づく発熱体1の長手方向に、かつ発熱体の側壁方向に傾斜するように延設されて形成されてもよい。
In FIG. 12, the second current inhibition part 7b has a linear shape with a certain angle (intersection angle) with respect to the first current inhibition part 2a or the second current inhibition part 7a and is provided in the vicinity of the holder. Although the state is shown, the present invention is not limited to this, and the second current inhibition portion 7a may have a curved shape such as a gently curved surface protruding in the center direction of the band width of the heating element. That is, the resistance value of the
又、図7で説明したように、発熱体1は炭素系材料を主成分とするシート状であるため加工が容易にできる。したがって、発熱体1と保持具3の幅方向の寸法が異なる場合、図12に示すように発熱体1と保持具3との接合部において発熱体1を1e部のようにカットすることにより発熱体1の破損を防止することができ、長寿命の発熱体ユニットが可能となる。
Further, as described with reference to FIG. 7, the
次に、図14により、本発明の実施の形態2における電流阻害部の第6の実施例を説明する。図14は前記電流阻害部の第4の実施例を示す平面図であり、この第6の実施例が図11に示す前記第4の実施例と異なる点は、発熱体1の帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁にそれぞれに形成された第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aとにより形成されたT字型の電流阻害部の配置が、発熱体1の長手方向に沿って千鳥状に配置されたことである。
Next, a sixth example of the current inhibition unit in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a plan view showing a fourth embodiment of the current blocking portion. The sixth embodiment differs from the fourth embodiment shown in FIG. 11 in the band width direction of the
図14において、帯幅W1を有した発熱体1には、その帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁には、両側縁それぞれより互いに対向する他側縁の方向、すなわち発熱体1の帯幅W1の中央部に向かって延設し、前記中央部において互いに延設した先端間に切断されていない幅を有する部分、すなわち電流が流れることが可能な中央側導通路の幅を残した状態で前記中央側導通路を中央に介して対向する第一の電流阻害部2aがそれぞれ形成されている。対向する第一の電流阻害部2aは発熱体1の長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有して複数個並列して配置されるとともに、その対向する第一の電流阻害部2aは発熱体1の長手方向に直交する同一線上に位置しないように前記長手方向に沿って交互、すなわち千鳥状に配置されている。本実施例においては前記配置間隔L2の1/2の間隔を有して千鳥状に配置されている。
In FIG. 14, the
さらに、対向する第一の電流阻害部2aはこの発熱体1の長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有してそれぞれ複数個並列して配置されることにより、この第一の電流阻害部2aによって発熱体1の長手方向に流れる電流を阻害するようになっている。又、対向する第一の電流阻害部2aの各遊端部の先端には、発熱体1の長手方向に延設される対向する第二の電流阻害部7aがそれぞれ形成されることにより、対向する第二の電流阻害部7aの間には電流A2の流れによる所定の発熱が可能な幅を有する通電領域8(図中の斜線部分)が形成される。本実施例においては、対向する第二の電流阻害部7aは長手方向に平行な平行線上に位置するように延設され、かつ各第一の電流阻害部2aの遊端部先端に結合して連通するようにそれぞれ形成されている。
Furthermore, the first current inhibition part 2a facing each other has a predetermined arrangement interval L2 along the longitudinal direction of the
このことにより第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aとからなるT字型の電流阻害部は対向する両側縁それぞれに並列に配置され、かつ前記両側縁それぞれに並列して配置されたT字型の電流阻害部は他方の側縁に位置するT字型の電流阻害部とは千鳥状に配置されることとなる。尚、発熱体の長手方向に沿って並列して配置された2列の第二の電流阻害部7aは、前記長手方向の隣とは通電領域8にて発生した熱が有効に伝達される間隔L1を有した伝導口16が形成される。したがって、両側縁に配置されたT字型の電流阻害部は発熱体1の長手方向に沿って千鳥状に配置された2列配置となり、各列は断続的に配置された複数のT字型の電流阻害部で構成される。その結果、両側縁側にはT字型の電流阻害部により囲まれた前記配置間隔L2の長さを有する放熱領域9が形成され、その放熱領域9は伝導口16より通電領域8の熱が伝導されるものとなる。
As a result, the T-shaped current inhibition portion composed of the first current inhibition portion 2a and the second current inhibition portion 7a is arranged in parallel on both opposite side edges, and is arranged in parallel on the both side edges. The T-shaped current inhibition portion thus arranged is staggered with the T-shaped current inhibition portion located on the other side edge. Note that two rows of the second current inhibition portions 7a arranged in parallel along the longitudinal direction of the heating element are adjacent to the longitudinal direction, and the interval at which the heat generated in the energizing
上記説明した構成によると、図14に示す発明の実施の形態2における電流阻害部の第6の実施例と図11に示す本発明の実施の形態2における電流阻害部の第4の実施例と異なる点は、前記第4の実施例は通電領域8から放熱領域9への熱伝導が発熱体1の帯幅方向において同位相であるのに対し、第4の実施例は両側縁に配置されたT字型の電流阻害部が発熱体1の長手方向に沿って千鳥状に配置された2列配置となっているので、通電領域8から放熱領域9への熱伝導が発熱体1の帯幅方向において異位相となる。すなわち、両側縁側に配置された2列の放熱領域9は千鳥状に位置し、かつ通電領域8から両側縁側の放熱領域9への熱伝導を可能とする伝導口16も千鳥状に位置するので、発熱体1長手方向における抵抗値のバラツキが均一になりより安定した抵抗値設定が可能となる。更には、伝導口16から放熱領域9に伝導する位置が拡散されることとなり、通電領域8及び発熱体1全体の温度分布にバラツキがないが発熱体ユニットが実現できる。
According to the configuration described above, the sixth example of the current inhibition unit in the second embodiment of the invention shown in FIG. 14 and the fourth example of the current inhibition unit in the second embodiment of the present invention shown in FIG. The difference is that in the fourth embodiment, the heat conduction from the energizing
尚、図11で示した第4の実施例と同様に、第一の電流阻害部2aの伝導口16の間隔L2は発熱体1全域にわたって必ずしも同じ間隔である必要はなく、発熱体ユニットを用いた製品仕様及び用途に応じ適宜設定することが可能である。又、第一の電流阻害部2aの全てが第一の電流阻害部7aから発熱体1幅方向の側縁に達するまで延設された長さを必ずしも有する必要はなく、発熱体長手方向に連通し電流経路とならなければ、第一の電流阻害部2aの長さが欠落すなわち第一の電流阻害部2aの側縁側に位置する部分を電流経路の状態のまま残す箇所があったとしても本発明の効果に影響することはない。
As in the fourth embodiment shown in FIG. 11, the interval L2 between the
次に、図15により、本発明の実施の形態2における電流阻害部の第7の実施例を説明する。図15は前記電流阻害部の第の5実施例を示す平面図であり、この第7の実施例が図11に示す前記第4の実施例と異なる点は、発熱体1の帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁にそれぞれ形成された第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7aとにより形成された対向する一対のT字型の電流阻害部において、発熱体の長手方向に沿って対向する第二の電流阻害部7aの間に形成された導通領域の幅が徐々に変化することである。
Next, a seventh example of the current inhibition unit in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a plan view showing a fifth embodiment of the current blocking portion. The seventh embodiment differs from the fourth embodiment shown in FIG. 11 in the band width direction of the
図15において、T字型の電流阻害部は発熱体1の長手方向に沿って発熱体1の両側縁にそれぞれ配置された2列配置となっており、T字型の電流阻害部の一部を構成する対向する第二の電流阻害部7aの間に形成された導通領域の幅が徐々に変化するために、対向する第二の電流阻害部7aをそれぞれが位置する側縁方向に徐々に移動させることにより対向する対向する第二の電流阻害部7a間の離反距離すなわち導通領域の幅を変化させるとともに、T字型の電流阻害部の他の一部を構成する第一の電流阻害部2aの長さを第二の電流阻害部7aの移動に応じて変化している。図中においては、導通領域の幅は、上記構成においては、発熱体1の通電領域8の幅が異なることとなるため、図中の左側すなわち通電領域8の幅が狭い位置では通電領域8の抵抗値は高くなり、逆に右側すなわち通電領域8の幅が広い位置では通電領域8の抵抗値が低くなる。すなわち、発熱体1全体としては同じ電流が流れているので、左側では抵抗が高いために高温度になり、逆に右側では抵抗が低いために低温度となり、位置に応じて連続した温度分布を形成することができる。つまり使用する発熱体の長手方向に所望の温度分布が実現可能となる。
In FIG. 15, the T-shaped current-inhibiting portions are arranged in two rows arranged on both side edges of the heat-generating
尚、図11で示した第4の実施例と同様に、第一の電流阻害部2aの配置間隔L2は発熱体1全域にわたって必ずしも同じ間隔である必要はなく発熱体ユニットを用いた製品仕様及び用途に応じ適宜設定することが可能である。又、第一の電流阻害部2aの全てが第一の電流阻害部7aから発熱体1幅方向の側縁に達するまで延設された長さを必ずしも有する必要はなく、発熱体長手方向に連通し電流経路とならなければ、第一の電流阻害部2aの長さが欠落すなわち第一の電流阻害部2aの側縁側に位置する部分を電流経路の状態のまま残す箇所があったとしても本発明の効果に影響することはない。さらに、図12で示した第4の実施例と同様に、2列の対向する第二の電流阻害部7aが発熱体1の長手方向に対し交互すなわち千鳥状に配置可能であることも言うまでもない。
As in the fourth embodiment shown in FIG. 11, the arrangement interval L2 of the first current blocking portions 2a does not necessarily have to be the same interval over the
次に、図16により、本発明の実施の形態2における電流阻害部の第8の実施例を説明する。図16は前記電流阻害部の第8の実施例を示す平面図である。 Next, an eighth example of the current inhibition unit in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a plan view showing an eighth embodiment of the current inhibition portion.
図16において、帯幅W1が長手方向に沿って同傾斜で変化する発熱体1には、その帯幅方向に位置する一対の対向する両側縁それぞれより互いに対向する他側縁の方向、すなわち発熱体1の長手方向に直交する方向に向かって延設し、発熱体1の中央部において互いに延設した先端間に切断されていない幅を有する部分、すなわち電流が流れることが可能な中央側導通路の幅を残した状態で、かつ前記中央側導通路を中央に介して発熱体1の長手方向に直交する同一線上に対向して位置するように一対の第一の電流阻害部2aが形成されている。さらに、一対の第一の電流阻害部2aはこの発熱体1の長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有して複数個並列して配置されることにより、この第一の電流阻害部2aによって発熱体1の長手方向に流れる電流を阻害するようになっている。発熱体1の帯幅方向に流れる電流を阻害するために前記同一線上に位置した一対の第一の電流阻害部2aの各遊端部の離反距離は発熱体1の長手方向において一定になるように設定されている。又、前記同一線上に位置した一対の第一の電流阻害部2aの各遊端部には、発熱体1の長手方向に延設される対向する一対の第二の電流阻害部7aが同一離反距離を保って形成されることにより、対向する第二の電流阻害部7aの間には電流A2の流れによる所定の発熱が可能な幅が一定である通電領域8(図中の斜線部分)が形成される。
In FIG. 16, the
上記構成においては、前記発熱体1の通電領域8の幅は一定であるが放熱領域9の幅すなわち放熱面積が異なるため、図中の左側では放熱領域9の面積が広いために放熱量が大きくなり、逆に右側では放熱領域9の面積が狭いために放熱量が小さくなる。すなわち発熱体全体としては同じ電流は流れているが、左側では放熱量が大きいために低温度になり、逆に右側では放熱量が小さいために高温度となり、位置に応じて連続した温度分布を形成することができる。図15に示した第7の実施例と同様に、使用する発熱体の長手方向に所望の温度分布が実現可能となる。
In the above configuration, the width of the current-carrying
尚、図11で示した第4の実施例と同様に、第一の電流阻害部2aの配置間隔L2は発熱体1全域にわたって必ずしも同じ間隔である必要はなく発熱体ユニットを用いた製品仕様及び用途に応じ適宜設定することが可能である。又、第一の電流阻害部2aの全てが第一の電流阻害部7aから発熱体1幅方向の側縁に達するまで延設された長さを必ずしも有する必要はなく、発熱体長手方向に連通し電流経路とならなければ、第一の電流阻害部2aの長さが欠落すなわち第一の電流阻害部2aの側縁側に位置する部分を電流経路の状態のまま残す箇所があったとしても本発明の効果に影響することはない。さらに、図14で示した第6の実施例と同様に、2列の対向する第二の電流阻害部7aが発熱体1の長手方向に対し交互すなわち千鳥状に配置可能であることも言うまでもない。さらに、発熱体の長手方向の熱分布を不均一の変化を望む等の目的があるならば、帯幅W1が長手方向に沿って同傾斜で変化する必要がなく、発熱体の側縁形状を直線的だけでなく曲面等の種々形状を採用することができる。この場合、第一の電流阻害部2aの長さを調整することにより実現可能となる。
As in the fourth embodiment shown in FIG. 11, the arrangement interval L2 of the first current blocking portions 2a does not necessarily have to be the same interval over the
また、図14で示した第6の実施例と同様に2列の第二の電流阻害部7aが発熱体1の長手方向に対し交互に配置することが可能であることも言うまでもない。
(実施の形態3)
本発明に係る実施の形態3の発熱体について図17から図19を用いて以下に説明する。発熱体ユニットとしての構成は図1に示す前記実施の形態1と同様であり、同様な部分については同符号を付し説明を省略する。又、異なるところは発熱体1に形成される電流阻害部が異なるものである。さらに、図11に示す実施の形態2における電流阻害部の第4の実施例と異なる点は、発熱体1に形成される電流阻害部の形状と配置がことなることである。以下に、図17により電流阻害部の第9の実施例を説明する。図17は前記電流阻害部の第9の実施例を示す平面図である。
Further, it goes without saying that the two rows of the second current inhibition portions 7a can be alternately arranged in the longitudinal direction of the
(Embodiment 3)
A heating element according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The configuration as the heating element unit is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Further, the difference is that the current blocking portion formed in the
図17において、発熱体1の長手方向に直交する方向に延設された第一の電流阻害部2bとその第一の電流阻害部2bの両端部にそれぞれ形成された対向する第二の電流阻害部7aとからなるH字型の電流阻害部が、発熱体1の帯幅W1の中央側に位置して発熱体1の長手方向に沿って複数個並べられることにより単列状に配置されている。すなわち、第一の電流阻害部2bは、図5に示すものと同様なものであり、発熱体1の帯幅W1の中央部に位置して発熱体1の長手方向に直交する方向に両端部が延設され、その延設された両端部と発熱体1の両側縁との間には前記両端部が延設されない余白距離がそれぞれ残されている。さらに、第一の電流阻害部2bは前記長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有して複数個並べられることにより単列状に配置されている。
In FIG. 17, the first
前記複数個並列して配置された第一の電流阻害部2bの両端部には、第一の電流阻害部2bを中間に位置せしめて対向する一対の第二の電流阻害部7aがその遊端部を発熱体1の長手方向に延設されるように形成されており、前記余白距離がある一対の第二の電流阻害部7aと発熱体1の各側縁との間にはそれぞれ余白領域が形成され、その余白領域は発熱体の両端より流した電流A2が流れる縁側導通路となる。そして、この縁側導通路は電流A2により熱が発生する通電領域8となる。本実施例においては、一対の第二の電流阻害部7aは互いに平行に位置するように第一の電流阻害部2bを対称軸として発熱体の長手方向に均等に延設され、かつ各第一の電流阻害部2aの端部に結合して第一の電流阻害部2aと連通するようにそれぞれ形成されている。又、発熱体1の長手方向に沿って位置する各第二の電流阻害部7a間には隣の第二の電流阻害部7aの遊端に接続されないように無接続距離を有することにより導通路がそれぞれ形成されており、その各導通路は通電領域8で発生した発生した熱が所定の配置間隔L2を有して位置する隣同士のH字型の電流阻害部に囲まれた各放熱領域9に有効に伝導される(矢印H2に示す)入り口となる間隔L1を有した伝導口16となる。
At both ends of the plurality of first
上記構成により、通電により通電領域8に発生した熱は、図中の矢印H2で示めすように通電領域8から放熱領域9に伝導され、放熱領域9は一定の温度に到達して外方に放熱されることとなる。このように、通電により発熱する通電領域8部分と、通電領域8で発生した熱が伝導され発熱する放熱領域9とを設けることにより高容量の発熱体を得ることができるとともに、通電領域8すなわち発熱体連通部分が発熱体1の帯幅方向の両側縁側両側に位置することにより、ねじれに強く且つ加工及び組み立ての際における破断等に対する機械的強度も有する発熱体を得ることが可能となる。
With the above configuration, the heat generated in the energized
又、前記発熱体1の長手方向における第一の電流阻害部2bの配置間隔L2と、発熱体長手方向における前記第二の電流阻害部7aにより形成される伝導口16の間隔L1との関係は、材料により異なるがL1/L2=0.2〜0.9とすることで、本発明の通電領域8と放熱領域9を得ることが可能となる。たとえば、L1/L2が0.2より小さい場合には、通電により発生した熱を充分に伝導することができず効果的な放熱が得られなくなる。さらには、通電領域8と放電領域9との境部分の温度差が発生し発熱体の破断の恐れも生じる。逆にL1/L2が0.9より大きい場合は、放熱領域9にも電流が流れてしまい、本来通電領域8にだけ流れるべき電流よりもさらに大きい電流が流れてしまい、発熱体全体の抵抗値を予測することが困難になる。尚、L1/L2=0.2〜0.9で本発明の通電領域8と放熱領域9を得ることが可能ではあるが、好ましくは、L1/L2=0.3〜0.8の範囲で設計することにより、最適な抵抗値とバラツキの少ない発熱温度を有する発熱体が得られる。又第一の電流阻害部2bの配置間隔L2は発熱体1の長手方向全域にわたって必ずしも同じ間隔である必要はなく発熱体ユニットを用いた製品仕様及び用途に応じ適宜設定することが可能である。又、第一の電流阻害部2bの全てが第一の電流阻害部7a間に形成されている必要はなく、発熱体長手方向に連通する電流経路とならなければ欠落する箇所があったとしても本発明の効果に影響することはない。
The relationship between the arrangement interval L2 of the first
次に、図18により、本発明の実施の形態3における電流阻害部の第10の実施例を説明する。図18は前記電流阻害部の第10の実施例を示す平面図であり、この第10の実施例が図17に示す前記第9の実施例と異なる点は、発熱体1の長手方向に直交する方向に延設された第一の電流阻害部2bとその第一の電流阻害部2bの両端部にそれぞれ形成された対向する第二の電流阻害部7aとからなるH字型の電流阻害部が、発熱体1の長手方向に直交する同一線上に位置し、かつ発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて対向するように発熱体1の中央側に2列で形成されている。さらにその2列のH字型の電流阻害部は発熱体1の長手方向に沿って複数個並列に配置されていることである。
Next, a tenth example of the current inhibition unit in the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a plan view showing a tenth embodiment of the current blocking portion. The tenth embodiment differs from the ninth embodiment shown in FIG. 17 in that it is orthogonal to the longitudinal direction of the
すなわち、2列のH字型の電流阻害部それぞれは図17に示すものと同様なものであり、H字型の電流阻害部の一部である第一の電流阻害部2bは、発熱体1の長手方向に直交する方向に両端部が延設されるとともに、発熱体1の長手方向に直交する同一線上に位置せしめ、かつ発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて対向するように発熱体1の中央側に位置せしめることにより発熱体1の帯幅方向に2列となるよう形成されている。発熱体1の両側縁とその両側縁それぞれに対向する第一の電流阻害部2bの端部との間には前記端部が延設されない側縁側の余白距離がそれぞれ残されるとともに、発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて対向する第一の電流阻害部2bの各端部間に中央側の余白距離が形成される。さらに、並列するように2列に配置された第一の電流阻害部2bそれぞれは前記長手方向に沿って所定の配置間隔L2を有して複数個の単列が形成され、かつその単列が並列した状態で配置されている。
That is, each of the two rows of H-shaped current inhibition portions is the same as that shown in FIG. 17, and the first
前記複数個並列して配置された2列の各第一の電流阻害部2bの両端部には、第一の電流阻害部2bを中間に位置せしめて対向する一対の第二の電流阻害部7aがその遊端部を発熱体1の長手方向に延設されるようにそれぞれ形成されている。その結果、前記側縁側の余白距離がある第二の電流阻害部7aの端部と前記両側縁との間にはそれぞれ側縁側の余白領域が形成されるとともに、発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて対向する第一の電流阻害部2bの各端部に形成された対向する第二の電流阻害部7aの間には中央側の余白領域が形成される。その結果、前記側縁側の余白領域は発熱体の両端より流した電流A2が流れる縁側導通路となり、前記中央側の余白領域は発熱体の両端より流した電流A2が流れる中央側導通路となる。そして、前記縁側導通路と中央側導通路とは電流A2により熱が発生する通電領域8となる。尚、本実施例においては、一対の第二の電流阻害部7aは互いに平行に位置するように第一の電流阻害部2bを対称軸として発熱体の長手方向に均等に延設され、かつ各第一の電流阻害部2aの端部に結合して第一の電流阻害部2aと連通するようにそれぞれ形成されている。
A pair of second current inhibition portions 7a facing each other with the first
又、発熱体1の長手方向に沿って位置する各第二の電流阻害部7a間には隣の第二の電流阻害部7aの遊端に接続されないように無接続距離を有することにより導通路がそれぞれ形成されており、その各導通路は通電領域8で発生した発生した熱が所定の配置間隔L2を有して位置する隣同士のH字型の電流阻害部に囲まれた各放熱領域9に有効に伝導される(矢印H2に示す)入り口となる間隔L1を有した伝導口16となる。上記構成により、図17に示す前記第9の実施例による効果を有するとともに、発熱体1は高容量でねじれに強いものとなる。
Further, a conduction path is provided by providing a non-connection distance between the second current inhibition portions 7a positioned along the longitudinal direction of the
次に、図19により、本発明の実施の形態3における電流阻害部の第11の実施例を説明する。図19は前記電流阻害部の第11の実施例を示す平面図であり、この第11の実施例が図18に示す前記第10の実施例と異なる点は、発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて対向するように発熱体1の中央側に2列で配置された形成されているH字型の電流阻害部が発熱体1の長手方向に沿って複数個に配置される際、発熱体1の長手方向に沿って交互すなわち千鳥状に配置されていることである。すなわち、発熱体1の長手方向中心線を中間に位置せしめて発熱体1の長手方向に千鳥状に2列のH字型の電流阻害部が配置される際、一方の列のH字型の電流阻害部は配置間隔L2を有して配置され、隣の他方のH字型の電流阻害部とは配置間隔L2の1/2の間隔を有して千鳥状に配置されている。
Next, an eleventh example of the current inhibition unit in the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a plan view showing an eleventh embodiment of the current inhibition portion. The eleventh embodiment is different from the tenth embodiment shown in FIG. Are arranged in the middle of the
上記の構成により、一方の列の隣同士のH字型の電流阻害部に囲まれた各放熱領域9及びその各放熱領域9に設けられている伝導口16と、他方の列の隣同士のH字型の電流阻害部に囲まれた各放熱領域9及びその各放熱領域9に設けられている伝導口16とは、千鳥状に配置されるので、図17に示す前記第9の実施例による効果を有するとともに、発熱体1長手方向における抵抗値のバラツキが均一になりより安定した抵抗値設定が可能となる。更に、発熱体温度分布バラツキの少ない発熱体ユニットが可能となる。
With the above configuration, each
尚、本発明に係る実施の形態1から実施の形態3の発熱体ユニットに用いられる発熱体において、第一の電流阻害部2aと第二の電流阻害部7a、あるいは第一の電流阻害部2bと第二の電流阻害部7aの交差部分については、Rを形成する、あるいは円形状の加工穴を形成してもよい。これらの採用より発熱体の熱膨張と収縮により発生するマイクロクラックを防止することが可能になり、発熱体の長寿命化を図ることができる。
In the heating element used in the heating element unit according to the first to third embodiments of the present invention, the first current inhibition part 2a and the second current inhibition part 7a, or the first
以上、本発明に係る実施の形態1から実施の形態3の発熱体ユニットにおける詳細について説明する。シート状の発熱体1は、厚みが300μm以下で、所定の幅と長さを有しているもので、発熱体ユニットの設計仕様に応じて各種の形状が用いられる。さらにシート状の発熱体1は、炭素を主成分とする天然黒鉛、人工黒鉛からなるものである。好ましくは天然黒鉛の場合には結晶性グラファイトを主成分とする天然黒鉛で、人工黒鉛の場合には高分子フィルムを焼成して得られた結晶性グラファイトを主成分とする人工黒鉛で、いずれも必要に応じて加圧あるいは圧延処理したものを用いてもよい。
The details of the heat generating unit of the first to third embodiments according to the present invention will be described above. The sheet-
さらに前記シート状の発熱体1の熱伝導率は、面方向で600W/mK以上で、厚さ方向で15W/mK以上を有するものが望ましい。これより熱伝導率が低いと、充分な放熱効果を発揮することができず、温度分布バラツキの大きい発熱体となる。
Further, the sheet-
また各実施の形態において、発熱体を保持するための保持具、電力供給部材は、電気的導電性と耐熱性に優れ、機械加工もしくは溶接加工性に優れた金属あるいは炭素により構成されるものであり、望ましくは、Mo,W,Pt,Ni,ステンレスC(炭素)等の単体もしくはそれらの合金あるいはメッキ加工したものが用いられる。これらの形状は、特に限定されるものではなく、線材,板状,棒状、金属箔等のいずれでもよい。 Further, in each embodiment, the holder for holding the heating element and the power supply member are made of a metal or carbon that is excellent in electrical conductivity and heat resistance, and excellent in machining or welding. Yes, preferably, a simple substance such as Mo, W, Pt, Ni, stainless steel C (carbon) or an alloy thereof or a plated one is used. These shapes are not particularly limited, and may be any of wire, plate, rod, metal foil, and the like.
保持具3においては、上下方向から前記発熱体を挟持によって保持できるように、円柱状の炭素材料を長さ方向に二分割したもので、前記発熱体の上下からこのニ分割した部品で挟み込んだ後に、電力供給部材の一端に設けたコイル形状部を圧入することによって容易に挟持することができる。尚、保持具3の形状あるいは構造に限定されるものではなく、前記発熱体1の端部を充分保持できるものであればよい。
In the
前記電力供給部材5においては、一端に前記保持具を保持できるコイル形状部を設け残る一端には、リード線(図示せず)が接続されている。このコイル形状部は発熱体1自体の熱膨張を吸収するだけでなく、組立て時の引張り力の確保にも効果的である。
In the
前述の各実施の形態の発熱体ユニットにおいて、容器は、耐熱性と絶縁性を有するガラスから構成されるもので、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等のガラス類から選ばれる。 In the heating element unit of each of the above-described embodiments, the container is made of glass having heat resistance and insulating properties, and is selected from glasses such as quartz glass, soda lime glass, borosilicate glass, and lead glass. .
また前述の各実施の形態発熱体ユニットにおいて、容器内に封止する不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、窒素等から選ばれる単体あるいは混合物である。
(実施の形態4)
本発明に係る実施の形態4における加熱装置ついて図20を用いて以下に説明する。図20は、実施の形態1から実施に形態3で説明した発熱体ユニットを装備した加熱装置の一例を示す斜視図である。
In each of the above-described heating element units, the inert gas sealed in the container is a single substance or a mixture selected from argon, helium, neon, krypton, nitrogen, and the like.
(Embodiment 4)
The heating apparatus in
図20において、加熱装置の一例である暖房用の加熱機器11のである装置内部には、実施の形態1から実施に形態3で説明した本発明の発熱体ユニット1と同様な発熱体ユニット12を装備し、温度コントローラー13、反射板14、保護用のカバー15などを有している。この発熱体ユニット12に定格の電圧を印加することにより、所定の電流が前記発熱体ユニット12内の発熱体に流れて発熱し、温度が上昇する。前記温度コントローラー13の温度制御により、一定の温度に保たれるようになる。ここでは発熱体ユニットを装備した例として暖房用の加熱機器を示したが、これに限られることはなく、高温度の発熱体を装備しているコピー機/プリンターなどのOA機器、加熱調理器、乾燥機、加湿器等に利用できることは言うまでもない。
In FIG. 20, a heating element unit 12 similar to the
本発明にかかる発熱体ユニットは、面方向に二次元的等方向性の熱伝導性を有する炭素を主成分とするシート状の発熱体を用い、かつ発熱体の長手方向の電流を阻害する第一の電流阻害部と、さらには発熱体の幅方向の電流を阻害する第二の電流阻害部を形成することにより、発熱体全体の抵抗値の調整が容易で、かつ温度バラツキの小さくなる効果を有し、本発明の発熱体ユニットは暖房用の加熱機器、高温度の発熱体を装備しているコピー機/プリンターなどのOA機器、加熱調理器、乾燥機、加湿器等に用いられるものである。 The heating element unit according to the present invention uses a sheet-like heating element mainly composed of carbon having two-dimensional isotropic thermal conductivity in the plane direction, and inhibits current in the longitudinal direction of the heating element. By forming one current inhibition part and further a second current inhibition part that inhibits the current in the width direction of the heating element, the resistance value of the entire heating element can be easily adjusted, and temperature variation can be reduced. The heating element unit of the present invention is used for heating equipment for heating, OA equipment such as a copier / printer equipped with a high-temperature heating element, a heating cooker, a dryer, a humidifier, etc. It is.
1 発熱体
1a 開口部周縁部分
1b 戻り接触部分
1c 戻り接触部分
1d 接触部分
2 電流阻害部
2a 第一の電流阻害部
2b 第一の電流阻害部
3 保持具
3a 保持体
3b 保持体
4 コイル形状部
5 電力供給部材
6 容器
7a 第二の電流阻害部
7b 第二の電流阻害部
8 通電領域
9 放熱領域
10 刃物
10a 側壁面傾斜部
10b 先端
16 伝導口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記第一の電流阻害部は、前記発熱体の長手方向に沿って互いに対向する一対の側縁それぞれに互いに対向する側縁に向かって延設するように形成され、かつ前記発熱体の長手方向に沿って各側縁に所定の配置間隔を有して複数個配置されるとともに、前記各側縁から延設された先端部が前記長手方向に直交する帯幅方向に対し所定の幅を有するよう形成されて導通路が設けられることにより、前記導通路は前記長手方向に沿って形成された電流経路となる一方の第一の電流阻害部と、
当該一方の第一の電流阻害部の間で、前記発熱体の前記帯幅の中央部に位置して前記一方の第一の電流阻害部と所定の配置間隔を有しながら並行になるように前記両側縁に向けて延設し、かつ、発熱体の一対の対向する両側縁にそれぞれ導通路を残して形成される他方の第一の電流阻害部と、で構成され、
前記保持具の近傍に位置する前記発熱体の部分に配置された前記一方の第一の電流阻害部の間に、発熱体の前記帯幅の中央部に位置した発熱体の一対の対向する両側縁側にそれぞれ導通路を残して形成される他方の第一の電流阻害部が設けられるとともに、その他方の第一の電流阻害部が前記保持具に近づくに従って短くなるように形成されることにより、少なくとも前記両側縁側の一方に位置する導通路の幅が前記保持具に近づくに従って広がるよう構成された発熱体ユニット。 A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed ,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
The first current-inhibiting portion is formed to extend toward a side edge facing each other along a pair of side edges facing each other along the longitudinal direction of the heating element, and the longitudinal direction of the heating element Are arranged with a predetermined arrangement interval at each side edge, and a tip portion extending from each side edge has a predetermined width with respect to the band width direction orthogonal to the longitudinal direction. By forming a conduction path, the conduction path is a first current inhibition part that becomes a current path formed along the longitudinal direction,
Between the one first current inhibition part, located in the center of the band width of the heating element and parallel to the one first current inhibition part with a predetermined arrangement interval The other first current inhibition portion that extends toward the both side edges and is formed leaving a conduction path on each of a pair of opposite side edges of the heating element,
A pair of opposing opposite sides of the heating element located in the central part of the band width of the heating element between the one first current inhibition part arranged in the portion of the heating element located in the vicinity of the holder By providing the other first current inhibition part formed leaving the conduction path on the edge side, and forming the other first current inhibition part to become shorter as approaching the holder, A heating element unit configured such that the width of a conduction path located at least on one of the side edges is increased as the holding tool is approached .
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記電流阻害部は、前記発熱体長手方向に直交する前記発熱体の帯幅方向の中央部に延設され、かつ前記長手方向に沿って所定の間隔を有して複数個配置するように形成される前記第一の電流阻害部と、前記第一の電流阻害部の両延設先端部に前記第一の電流阻害部に連結され、前記長手方向に延設される第二の電流阻害部と、が前記発熱体の厚み方向に応力を加えてそれぞれ形成された電流阻害部の列を単数あるいは複数個並列して設けられた発熱体ユニット。 A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
The current inhibition part is formed to extend in the center of the heating element in the band width direction orthogonal to the longitudinal direction of the heating element, and to be arranged in a plurality with a predetermined interval along the longitudinal direction. The first current inhibition portion and the second current inhibition portion connected to the first current inhibition portion at both extending tips of the first current inhibition portion and extending in the longitudinal direction When, the originating Netsutai unit provided with column one or a plurality parallel current-blocking portions that are formed respectively by adding stress in the thickness direction of the heat generating element.
前記発熱体の端部を挟持せしめる保持具と、
前記発熱体の両端に電力を供給する電力供給部材と、
発熱体、保持具及び電力供給部材を内包する容器と、により構成された発熱体ユニットであって、
前記発熱体は、厚み方向において複数の層が互いに空隙を形成しながら積層され、かつその積層された各層に流れる電流を制御する電流阻害部が形成されており、
前記電流阻害部は、前記発熱体の厚み方向に応力を加えて形成されることにより前記発熱体長手方向に流れる電流を阻害する第一の電流阻害部を有し、
前記電流阻害部は、前記発熱体長手方向に直交する前記発熱体の帯幅方向の互いに対向する一対の側縁の少なくとも一方の側縁から対向する他方の側縁に向かって延設し、かつ前記発熱体の長手方向に沿って所定の配置間隔を有して複数個配置される前記第一の電流阻害部と、前記各第一の電流阻害部の延設された延設先端部に前記第一の電流阻害部に連結された第二の電流阻害部と、が前記発熱体の厚み方向に応力を加えてそれぞれ形成された発熱体ユニット。 A belt-shaped heating element composed of a sheet-like material mainly composed of a carbon-based material that generates heat when a voltage is applied to both ends in the longitudinal direction;
A holder for clamping the end of the heating element;
A power supply member for supplying power to both ends of the heating element;
A heating element unit composed of a heating element, a holder and a container containing a power supply member,
The heating element is formed by laminating a plurality of layers while forming gaps in the thickness direction, and a current blocking part that controls a current flowing through each of the laminated layers is formed,
The current inhibition part has a first current inhibition part that inhibits current flowing in the longitudinal direction of the heating element by being stressed in the thickness direction of the heating element,
The current blocking portion extends from at least one side edge of the pair of side edges facing each other in the band width direction of the heating element perpendicular to the longitudinal direction of the heating element toward the other side edge; A plurality of the first current inhibition portions arranged with a predetermined arrangement interval along the longitudinal direction of the heating element, and the extended distal end portions of the first current inhibition portions, first second current blocking portions and, said heating element originating Netsutai unit formed respectively stress is added to the thickness direction of which is connected to a current inhibition of.
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