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JP5169459B2 - Method for manufacturing heating element and method for manufacturing heating device - Google Patents
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JP5169459B2 - Method for manufacturing heating element and method for manufacturing heating device - Google Patents

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Description

本発明は、電気調理器や電気加熱器等の加熱装置に用いられる発熱体の製造方法及び、当該発熱体を用いた加熱装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a heating element used in a heating device such as an electric cooker or an electric heater, and a method for manufacturing a heating device using the heating element.

一般に、電気調理器や電気加熱器等に用いられる発熱体は、線状の電熱線であり、熱疲労や外部からの衝撃により断線しやすいという問題があった。   Generally, a heating element used in an electric cooker, an electric heater, or the like is a linear heating wire, and has a problem that it is easily disconnected due to thermal fatigue or external impact.

従来、この問題を解決するために、上記発熱体を、波形状を有した帯状に形成することで、線状よりも断面積及び表面積を広くして、断線を抑制しつつ、加熱効率を向上させる発熱体が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−157240号公報
Conventionally, in order to solve this problem, the heating element is formed in a band shape having a wave shape, so that the cross-sectional area and the surface area are made wider than the linear shape, and the heating efficiency is improved while suppressing the disconnection. A heating element is known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-5-157240

しかしながら、上記帯状の発熱体は、製造方法に関して十分に記載されておらず、如何にして上記帯状の発熱体を製造するか不明であるという問題がある。   However, the belt-like heating element is not sufficiently described with respect to the manufacturing method, and there is a problem that it is unclear how to produce the belt-like heating element.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされた発熱体の製造方法及び加熱装置の製造方法であって、上記帯状の発熱体を効率的に製造する方法を提供する事を目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a heating element and a method for manufacturing a heating device in view of the above-described problems, and a method for efficiently manufacturing the belt-shaped heating element.

上記の課題を解決するために、本発明は、基材となる金属板の表面に絶縁層を形成する工程と、上記絶縁層を形成した後に、上記絶縁層上に導電発熱特性を有するヒーター材の粉末を粉末圧延により固着する粉末圧延工程と、上記粉末圧延工程の後に、上記ヒーター材を焼成する熱処理工程とを有するという構成を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、ヒーター材が絶縁層を介して金属板の面上に固着することで、帯状の発熱体を製造することができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a step of forming an insulating layer on the surface of a metal plate serving as a substrate, and a heater material having conductive heat generation characteristics on the insulating layer after the insulating layer is formed. A configuration is adopted in which a powder rolling process for fixing the powder of the above by powder rolling and a heat treatment process for firing the heater material after the powder rolling process are employed.
By adopting such a configuration, in the present invention, the heater material is fixed onto the surface of the metal plate via the insulating layer, so that a belt-like heating element can be manufactured.

また、本発明は、上記絶縁層は、樹脂から形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、樹脂から形成される絶縁層を介してヒーター材が固着される。
Further, the present invention employs a configuration in which the insulating layer is formed from a resin.
By adopting such a configuration, in the present invention, the heater material is fixed through an insulating layer formed of resin.

また、本発明は、上記絶縁層を形成した後に、上記絶縁層の表面に上記ヒーター材の固着を補助する樹脂層を形成するという構成を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、ヒーター材が粉末圧延により絶縁層上に固着させやすくすることができる。
Moreover, this invention employ | adopts the structure that after forming the said insulating layer, the resin layer which assists adhering of the said heater material is formed in the surface of the said insulating layer.
By adopting such a configuration, in the present invention, the heater material can be easily fixed on the insulating layer by powder rolling.

また、本発明は、上記絶縁層は、セラミックから形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、絶縁層がセラミックから形成されて耐熱性を有しているため、発熱体が高温に発熱しても絶縁層の溶融等を抑制することができ、発熱体の発熱許容範囲を拡大させることができる。
Further, the present invention employs a configuration in which the insulating layer is made of ceramic.
By adopting such a configuration, in the present invention, since the insulating layer is made of ceramic and has heat resistance, it is possible to suppress melting of the insulating layer even if the heating element generates heat at a high temperature. The heat generation allowable range of the heating element can be expanded.

また、本発明は、上記粉末圧延工程の後であって、上記熱処理工程の前に、上記金属板を成型加工するという構成を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、上記熱処理工程の焼成前に、金属板を成型することで、発熱体の形状を所望の形状に成型させることができる。
Further, the present invention employs a configuration in which the metal plate is molded after the powder rolling step and before the heat treatment step.
By adopting such a configuration, in the present invention, the shape of the heating element can be formed into a desired shape by forming the metal plate before firing in the heat treatment step.

また、本発明は、上記記載の製造方法を有する加熱装置の製造方法を採用する。
このような構成を採用することで、本発明では、帯状の発熱体を有する加熱装置が得られる。
Moreover, this invention employ | adopts the manufacturing method of the heating apparatus which has the manufacturing method of the said description.
By adopting such a configuration, in the present invention, a heating device having a belt-like heating element can be obtained.

本発明では、基材となる金属板の表面に絶縁層を形成する工程と、上記絶縁層を形成した後に、上記絶縁層上に導電発熱特性を有するヒーター材の粉末を粉末圧延により固着する粉末圧延工程と、上記粉末圧延工程の後に、上記ヒーター材を焼成する熱処理工程とを有するという構成を採用することによって、ヒーター材が絶縁層を介して金属板の面上に固着することで、帯状の発熱体を製造することができる。
したがって、本発明では、ヒーター材の粉末を金属板上に固着させることで幅広の帯状の発熱体を容易に製造でき、且つ、基材が金属板から形成されていることで所望の形状に成型加工できる発熱体を製造することができる。
In the present invention, a step of forming an insulating layer on the surface of a metal plate serving as a base material, and a powder for fixing a powder of a heater material having conductive heat generation characteristics on the insulating layer by powder rolling after the formation of the insulating layer By adopting a configuration including a rolling process and a heat treatment process for firing the heater material after the powder rolling process, the heater material is fixed on the surface of the metal plate via an insulating layer, thereby forming a belt-like shape. The heating element can be manufactured.
Therefore, in the present invention, a wide belt-like heating element can be easily manufactured by fixing the powder of the heater material on the metal plate, and the base material is formed into a desired shape by being formed from the metal plate. A heating element that can be processed can be manufactured.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、同一の部材には同一の参照符号が付されている。また、理解を容易にするために、これらの図面は、縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same reference numerals are assigned to the same members. In order to facilitate understanding, the scales of these drawings are appropriately changed.

始めに、本実施形態において製造される発熱体の構成について説明する。
図1は、本実施形態における発熱体1を示す斜視図である。
発熱体1は、基材となる金属板21と、金属板21の両面に形成される絶縁層22と、各絶縁層22上に積層される発熱層23とを有する。
First, the configuration of the heating element manufactured in the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a heating element 1 in the present embodiment.
The heating element 1 includes a metal plate 21 serving as a base material, insulating layers 22 formed on both surfaces of the metal plate 21, and heat generating layers 23 stacked on each insulating layer 22.

金属板21は、発熱体1の形状の骨格となるものであり、例えば、ステンレスの板等が用いられる。
発熱層23は、導電発熱特性を有するヒーター材から形成され、通電すると熱を発する構成となっている。
絶縁層22は、発熱層23に通電する電流が、金属板21に漏電することを防止するために金属板21と発熱層23との間に形成されるものである。
以下、上記構成の発熱体1の製造方法について説明する。
The metal plate 21 serves as a skeleton of the shape of the heating element 1, and for example, a stainless plate or the like is used.
The heat generation layer 23 is formed of a heater material having conductive heat generation characteristics and is configured to generate heat when energized.
The insulating layer 22 is formed between the metal plate 21 and the heat generating layer 23 in order to prevent a current flowing through the heat generating layer 23 from leaking to the metal plate 21.
Hereinafter, a method for manufacturing the heating element 1 having the above configuration will be described.

(第1実施形態)
先ず、絶縁層22が樹脂から形成される発熱体1の製造方法について図2及び図3を参照して説明する。
図2は、第1実施形態における発熱体1の製造工程を示すフローチャートである。
図3は、導電発熱特性を有するヒーター材の材料粉末2を粉末圧延により金属板21に固着させる粉末圧延装置Dの構成図を示す。
ここで、先に、図3に示す粉末圧延装置Dの構成について説明する。
(First embodiment)
First, a method for manufacturing the heating element 1 in which the insulating layer 22 is formed from a resin will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing process of the heating element 1 in the first embodiment.
FIG. 3 shows a configuration diagram of a powder rolling apparatus D for fixing the material powder 2 of the heater material having conductive heat generation characteristics to the metal plate 21 by powder rolling.
Here, the structure of the powder rolling apparatus D shown in FIG. 3 will be described first.

粉末圧延装置Dは、導電発熱特性を有するヒーター材の材料粉末2を貯蓄するホッパ3A及びホッパ3Bと、ホッパ3Aに貯蓄された材料粉末2を後述する圧延ローラ4Aの周面に向けて搬送して供給するベルトフィーダ5Aと、ホッパ3Bに貯蓄された材料粉末2を後述する圧延ローラ4Bの周面に向けて搬送して供給するベルトフィーダ5Bと、圧延ローラ4Aの周面及び圧延ローラ4Bの周面に供給された材料粉末2及び絶縁層22が形成された金属板21を圧延する圧延ローラ4A、4Bとを有する構成となっている。   The powder rolling apparatus D conveys the material powder 2 stored in the hopper 3A and the hopper 3B for storing the material powder 2 of the heater material having conductive heat generation characteristics and the rolling roller 4A to be described later to the peripheral surface of the rolling roller 4A. The belt feeder 5B, the belt feeder 5B that conveys and feeds the material powder 2 stored in the hopper 3B toward the circumferential surface of the rolling roller 4B described later, the circumferential surface of the rolling roller 4A, and the rolling roller 4B. It has the structure which has rolling roller 4A, 4B which rolls the metal plate 21 in which the material powder 2 and the insulating layer 22 which were supplied to the surrounding surface were formed.

材料粉末2としては、例えば、アルミニウム(Al)合金から成るヒーター材の粉末が用いられる。   As the material powder 2, for example, a heater material powder made of an aluminum (Al) alloy is used.

ホッパ3Aは、材料粉末2を貯蓄し、断面形状が下方に向かうに従って漸次縮径する中空構造を有する構成となっている。なお、ホッパ3Bもホッパ3Aと同様の構成となっており、ホッパ3Aと所定の距離で離間して対称的に設けられる。   The hopper 3A is configured to store the material powder 2 and to have a hollow structure that gradually decreases in diameter as the cross-sectional shape goes downward. The hopper 3B has the same configuration as the hopper 3A, and is provided symmetrically with a predetermined distance from the hopper 3A.

ベルトフィーダ5Aは、ホッパ3Aの下方に設けられ、不図示の回転駆動機構と接続されて回転駆動することで、ホッパ3Aの下部から供給される材料粉末2を搬送する構成となっている。また、ベルトフィーダ5Aは、搬送先が、圧延ローラ4Aの上方に位置しており、材料粉末2を圧延ローラ4Aの周面上に供給する構成となっている。なお、ベルトフィーダ5Aは、圧延ローラ4Aの幅と略同一の幅を有しており、圧延ローラ4Aの幅方向に亘って均一に、材料粉末2を供給可能な構成となっている。
ベルトフィーダ5Bも、ベルトフィーダ5Aと同様の構成となっており、ホッパ3Bの下方に設けられ、材料粉末2を圧延ローラ4Bの周面上に供給する構成となっている。
The belt feeder 5A is provided below the hopper 3A, and is configured to convey the material powder 2 supplied from the lower part of the hopper 3A by being connected to a rotation driving mechanism (not shown) and rotating. Further, the belt feeder 5A has a conveyance destination positioned above the rolling roller 4A and supplies the material powder 2 onto the peripheral surface of the rolling roller 4A. The belt feeder 5A has substantially the same width as that of the rolling roller 4A, and is configured to be able to supply the material powder 2 uniformly over the width direction of the rolling roller 4A.
The belt feeder 5B has the same configuration as the belt feeder 5A, is provided below the hopper 3B, and is configured to supply the material powder 2 onto the peripheral surface of the rolling roller 4B.

圧延ローラ4A、4Bは、一対となっており、ベルトフィーダ5A及びベルトフィーダ5Bの下方に設けられる。また、圧延ローラ4A、4Bは、互いの周面が所定の間隔で平行対峙するように配置される。そして、圧延ローラ4A、4Bは、不図示の回転駆動機構により回転駆動することによって、圧延ローラ4A、4Bの間に挿入される部材を圧延する構成となっている。   The rolling rollers 4A and 4B are a pair and are provided below the belt feeder 5A and the belt feeder 5B. Moreover, rolling roller 4A, 4B is arrange | positioned so that a mutual surrounding surface may mutually oppose at a predetermined space | interval. And rolling roller 4A, 4B is the structure which rolls the member inserted between rolling roller 4A, 4B by rotationally driving with a rotation drive mechanism not shown.

続いて、図2を参照して発熱体1の製造工程について説明する。   Next, the manufacturing process of the heating element 1 will be described with reference to FIG.

始めに、金属板21の表面に樹脂を塗布し、絶縁層22を形成させる(ステップS1)。
絶縁層22は、樹脂から構成されており、例えば、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと称する)を金属板21の表面上に均一の厚さで塗布した後、乾燥して形成される(図3参照)。
なお、絶縁層22は、上記粉末圧延装置Dにより、PPSを粉末状にしたもの粉末圧延により金属板21の表面上に形成されても良い。
First, a resin is applied to the surface of the metal plate 21 to form the insulating layer 22 (step S1).
The insulating layer 22 is made of resin, and is formed, for example, by applying polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) on the surface of the metal plate 21 with a uniform thickness and then drying (see FIG. 3). ).
The insulating layer 22 may be formed on the surface of the metal plate 21 by the powder rolling apparatus D by powder rolling of PPS.

次いで、粉末圧延装置Dを用いて、金属板21に形成された絶縁層22上に材料粉末2を粉末圧延により固着させる(粉末圧延工程:ステップS2)。
粉末圧延装置Dは、図3に示すように、ホッパ3A内に貯蓄された材料粉末2をベルトフィーダ5Aの駆動によって、ホッパ3A下部から搬出させ、圧延ローラ4Aに向けて搬送する。そして、ベルトフィーダ5Aは、圧延ローラ4Aの周面に、圧延ローラ4Aの幅方向に亘り連続的に材料粉末2を供給する。また、それと同時に、粉末圧延装置Dは、ホッパ3B内に貯蓄された材料粉末2をベルトフィーダ5Bの駆動によって、圧延ローラ4Bに向けて搬送し、圧延ローラ4Bの周面に供給する。
Next, using the powder rolling device D, the material powder 2 is fixed on the insulating layer 22 formed on the metal plate 21 by powder rolling (powder rolling process: step S2).
As shown in FIG. 3, the powder rolling apparatus D carries out the material powder 2 stored in the hopper 3A from the lower part of the hopper 3A by driving the belt feeder 5A, and conveys it toward the rolling roller 4A. And belt feeder 5A supplies material powder 2 to the peripheral surface of rolling roller 4A continuously over the width direction of rolling roller 4A. At the same time, the powder rolling apparatus D conveys the material powder 2 stored in the hopper 3B toward the rolling roller 4B by the drive of the belt feeder 5B, and supplies it to the peripheral surface of the rolling roller 4B.

圧延ローラ4A、4Bは、所定の距離で回転駆動することによって、圧延ローラ4A,4B間に供給された材料粉末2と、圧延ローラ4A、4Bの間に上方から下方へ挿通されて搬送される絶縁層22が形成された金属板21とを圧延する。当該圧延によって、材料粉末2は、粉体層となって金属板21に形成された絶縁層22上に固着されることとなる。   The rolling rollers 4A and 4B are inserted between the material powder 2 supplied between the rolling rollers 4A and 4B and the rolling rollers 4A and 4B from the upper side to the lower side and conveyed by being rotationally driven at a predetermined distance. The metal plate 21 on which the insulating layer 22 is formed is rolled. By the rolling, the material powder 2 becomes a powder layer and is fixed onto the insulating layer 22 formed on the metal plate 21.

そして、粉末圧延工程により一体となった、金属板21、絶縁層22及び材料粉末2を所望の形状に成型加工する(ステップS3)。
一体となった金属板21、絶縁層22及び材料粉末2は、例えば、図6に示すような、波形状の発熱体1を製造するために、波形状のプレス金型等を用いて成型加工されることとなる。
Then, the metal plate 21, the insulating layer 22, and the material powder 2 integrated by the powder rolling process are molded into a desired shape (step S3).
The integrated metal plate 21, insulating layer 22, and material powder 2 are molded using a corrugated press mold or the like to produce a corrugated heating element 1 as shown in FIG. Will be.

最後に、所望の形状に成型された金属板21、絶縁層22及び材料粉末2を加熱炉内に載置して加熱し、材料粉末2を焼成する(熱処理工程:ステップS4)。
材料粉末2は、材料粉末2の融点以下の温度で加熱して焼結させることで、絶縁層22上に材料粉末2が強固に固着して、発熱層23となる(図1及び図6参照)。
なおここで、樹脂から成る絶縁層22が、熱硬化性を有するものであれば熱硬化して金属板21上に強固に固着する。
Finally, the metal plate 21, the insulating layer 22, and the material powder 2 molded into a desired shape are placed in a heating furnace and heated to fire the material powder 2 (heat treatment step: step S4).
The material powder 2 is heated and sintered at a temperature equal to or lower than the melting point of the material powder 2, whereby the material powder 2 is firmly fixed on the insulating layer 22 and becomes the heat generating layer 23 (see FIGS. 1 and 6). ).
Here, if the insulating layer 22 made of resin has thermosetting property, it is thermally cured and firmly fixed on the metal plate 21.

上記熱処理工程によって、所望の形状を有した帯状の発熱体1が製造されることとなる。   Through the heat treatment step, a belt-like heating element 1 having a desired shape is manufactured.

したがって、上述した本発明の第1実施形態によれば、基材となる金属板21の表面に絶縁層22を形成する工程と、絶縁層22を形成した後に、絶縁層22上に導電発熱特性を有するヒーター材の材料粉末2を粉末圧延により固着する粉末圧延工程と、上記粉末圧延工程の後に、上記ヒーター材を焼成する熱処理工程をと有するという構成を採用することによって、ヒーター材が絶縁層22を介して金属板21の面上に固着することで、帯状の発熱体1を製造することができる。
つまり、第1実施形態では、ヒーター材の材料粉末2を金属板21上に固着させることで幅広の帯状の発熱体1を容易に製造でき、且つ、基材が金属板21から形成されていることで所望の形状に成型加工できる発熱体1を製造することができる。
Therefore, according to 1st Embodiment of this invention mentioned above, the process of forming the insulating layer 22 in the surface of the metal plate 21 used as a base material, and after forming the insulating layer 22, it is the conductive heat generation characteristic on the insulating layer 22. The heater material has an insulating layer by adopting a configuration comprising a powder rolling step for fixing the material powder 2 of the heater material having powder by powder rolling and a heat treatment step for firing the heater material after the powder rolling step. By fixing on the surface of the metal plate 21 via 22, the belt-like heating element 1 can be manufactured.
That is, in the first embodiment, the wide belt-like heating element 1 can be easily manufactured by fixing the material powder 2 of the heater material on the metal plate 21, and the base material is formed from the metal plate 21. Thus, the heating element 1 that can be molded into a desired shape can be manufactured.

また、第1実施形態において、絶縁層22は、樹脂から形成されるという構成を採用することで、樹脂から形成される絶縁層22を介してヒーター材が固着され、発熱時において金属板21に発熱層23を流れる電流が漏電することを防止することができる。   In the first embodiment, the insulating layer 22 is formed of a resin so that the heater material is fixed via the insulating layer 22 formed of the resin, and the metal plate 21 is heated during heat generation. It is possible to prevent the current flowing through the heat generating layer 23 from leaking.

また、第1実施形態において、上記粉末圧延工程の後であって、上記熱処理工程の前に、金属板21を成型加工するという構成を採用することで、上記熱処理工程の焼成前に、金属板21を成型することで、発熱体1の形状を所望の形状に成型させることができる。   Moreover, in 1st Embodiment, it is after the said powder rolling process, Comprising: By adopting the structure which shape | molds the metal plate 21 before the said heat treatment process, before baking of the said heat treatment process, it is a metal plate. By molding 21, the shape of the heating element 1 can be molded into a desired shape.

(第2実施形態)
続いて、絶縁層22がセラミックから形成される発熱体1の製造方法について図4及び図5を参照して説明する。
図4は、第2実施形態における発熱体1の製造工程を示すフローチャートである。
図5は、第2実施形態における発熱体1の製造工程を説明する図である。
なお、以下の説明において、第1実施形態と構成を同じくする部分の説明は割愛する。
(Second Embodiment)
Then, the manufacturing method of the heat generating body 1 in which the insulating layer 22 is formed from a ceramic is demonstrated with reference to FIG.4 and FIG.5.
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the heating element 1 in the second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the heating element 1 in the second embodiment.
In the following description, descriptions of parts having the same configurations as those of the first embodiment are omitted.

上記第1実施形態では、絶縁層22が樹脂から形成されているため、発熱体1が、例えば、約250度以上の温度に発熱してしまうと、絶縁層22に用いられる樹脂の種類によっては、溶融、熱変形、破壊等してしまう可能性があるため、発熱体1の発熱許容範囲は、およそ250度以下であることが好ましいものであった。したがって、第2実施形態では、第1実施形態よりも発熱体1の発熱許容範囲を拡大させるため、絶縁層22に耐熱性を有するセラミックを採用することとした。
なお、第2実施形態では、材料粉末2は、例えば、ニッケル(Ni)が10〜30wt%、クロム(Cr)が30wt%で、残部が鉄(Fe)と不可避不純物からなる合金であるヒーター材の粉末が用いられる。
In the first embodiment, since the insulating layer 22 is made of resin, if the heating element 1 generates heat to a temperature of about 250 degrees or more, for example, depending on the type of resin used for the insulating layer 22 Therefore, the allowable range of heat generation of the heating element 1 is preferably approximately 250 degrees or less. Therefore, in the second embodiment, a ceramic having heat resistance is employed for the insulating layer 22 in order to expand the allowable heat generation range of the heating element 1 compared to the first embodiment.
In the second embodiment, the material powder 2 is, for example, a heater material that is an alloy made of nickel (Ni) of 10 to 30 wt%, chromium (Cr) of 30 wt%, and the balance of iron (Fe) and inevitable impurities. The powder is used.

以下、図4及び図5を参照して、第2実施形態における発熱体1の製造工程に従って説明する。   Hereinafter, with reference to FIG.4 and FIG.5, it demonstrates according to the manufacturing process of the heat generating body 1 in 2nd Embodiment.

始めに、金属板21の表面にセラミックからなる絶縁層22を形成させる(ステップS5)。
絶縁層22は、未焼成のセラミックから構成されており、例えば、シリカやアルミナ等を溶媒に溶かして金属板21の表面上に均一の厚さで塗布した後、乾燥して形成される(図5(a)参照)。
なお、選択されるセラミックの種類は、材料粉末2の焼成温度近傍の温度で焼成できるものを選択するのが好ましい。
First, the insulating layer 22 made of ceramic is formed on the surface of the metal plate 21 (step S5).
The insulating layer 22 is made of an unfired ceramic, and is formed by, for example, dissolving silica or alumina in a solvent and applying the uniform thickness on the surface of the metal plate 21 and then drying (see FIG. 5 (a)).
In addition, it is preferable to select a ceramic that can be fired at a temperature in the vicinity of the firing temperature of the material powder 2.

次いで、金属板21に形成された絶縁層22上に樹脂を塗布する(ステップS1)。
当該樹脂を塗布する意図は、絶縁層22がセラミックから形成されているため延性が乏しく、直接粉末圧延によって絶縁層22上に材料粉末2が固着することが難くなるため、セラミックより延性が高い樹脂から形成される層を絶縁層22上に設けることで、材料粉末2を絶縁層22に固着し易くさせるためである。樹脂を塗布した後、乾燥させることで、樹脂層24が絶縁層22上に形成される(図5(b)参照)。
Next, a resin is applied on the insulating layer 22 formed on the metal plate 21 (step S1).
The purpose of applying the resin is that the insulating layer 22 is made of ceramic and therefore has low ductility, and it is difficult for the material powder 2 to adhere to the insulating layer 22 by direct powder rolling, so that the resin is more ductile than ceramic. This is because the material powder 2 can be easily fixed to the insulating layer 22 by providing the insulating layer 22 with the layer formed from the above. After applying the resin, the resin layer 24 is formed on the insulating layer 22 by drying (see FIG. 5B).

そして、粉末圧延装置D(図3参照)を用いて、金属板21に形成された絶縁層22上に樹脂層24を介して材料粉末2を粉末圧延により固着させる(粉末圧延工程:ステップS2)。
粉末圧延工程によって、材料粉末2は、図5(c)に示すように、絶縁層22上に樹脂層24を介して固着されることとなる。
And using the powder rolling apparatus D (refer FIG. 3), the material powder 2 is fixed by the powder rolling via the resin layer 24 on the insulating layer 22 formed in the metal plate 21 (powder rolling process: step S2). .
By the powder rolling process, the material powder 2 is fixed onto the insulating layer 22 via the resin layer 24 as shown in FIG.

そして、粉末圧延工程により一体となった、金属板21、絶縁層22、樹脂層24及び材料粉末2を所望の形状に成型加工する(ステップS3)。   Then, the metal plate 21, the insulating layer 22, the resin layer 24, and the material powder 2 integrated by the powder rolling process are molded into a desired shape (step S3).

次いで、成型された、金属板21、絶縁層22、樹脂層24及び材料粉末2を加熱炉にいれて脱樹脂処理を行う(ステップS6)。
ここで、材料粉末2の絶縁層22上への固着を補助するという役目を終えた樹脂層24を約400度程度で加熱することで樹脂を揮発させ脱樹脂処理を行うこととなる。当該脱樹脂処理を行うことで、製品の仕上がり等の質を向上させることができる。
Next, the molded metal plate 21, insulating layer 22, resin layer 24, and material powder 2 are placed in a heating furnace to perform a resin removal process (step S6).
Here, the resin layer 24 that has finished the role of assisting the fixing of the material powder 2 onto the insulating layer 22 is heated at about 400 degrees to volatilize the resin and perform the resin removal treatment. By performing the de-resining process, the quality of the finished product can be improved.

最後に、脱樹脂処理を経た金属板21、絶縁層22及び材料粉末2を加熱炉内に載置して加熱し、材料粉末2及び未焼成のセラミックから成る絶縁層22を焼成する(熱処理工程:ステップS4)。
材料粉末2は、材料粉末2の融点以下の温度で加熱されて焼結し、絶縁層22上に材料粉末2が強固に固着して発熱層23となる。また、絶縁層22は、焼成されて硬化することで形状が固定される。
Finally, the metal plate 21, the insulating layer 22 and the material powder 2 that have undergone the resin removal treatment are placed in a heating furnace and heated, and the material powder 2 and the insulating layer 22 made of unfired ceramic are fired (heat treatment step) : Step S4).
The material powder 2 is heated and sintered at a temperature equal to or lower than the melting point of the material powder 2, and the material powder 2 is firmly fixed on the insulating layer 22 to form the heat generation layer 23. The shape of the insulating layer 22 is fixed by being baked and cured.

上記熱処理工程によって、材料粉末2が焼結して発熱層23となり、また、セラミックから成る絶縁層22が焼結して、所望の形状の発熱体1が製造される(図6参照)。   Through the heat treatment step, the material powder 2 is sintered to form the heat generating layer 23, and the insulating layer 22 made of ceramic is sintered to manufacture the heat generating element 1 having a desired shape (see FIG. 6).

したがって、上述した第2実施形態によれば、絶縁層22を形成した後に、絶縁層22の表面に上記ヒーター材の材料粉末2の固着を補助する樹脂層24を形成するという構成を採用することで、材料粉末2が粉末圧延により絶縁層22上に固着させやすくすることができる。   Therefore, according to the second embodiment described above, after the insulating layer 22 is formed, the configuration in which the resin layer 24 that assists the fixing of the material powder 2 of the heater material is formed on the surface of the insulating layer 22 is adopted. Thus, the material powder 2 can be easily fixed on the insulating layer 22 by powder rolling.

また、第2実施形態において、絶縁層22は、セラミックから形成されるという構成を採用することで、絶縁層22がセラミックから形成されて耐熱性を有しているため、発熱体が高温に発熱しても絶縁層22の溶融等を抑制することができ、発熱体1の発熱許容範囲を拡大させることができる。   In the second embodiment, since the insulating layer 22 is formed of ceramic, the insulating layer 22 is formed of ceramic and has heat resistance, so that the heating element generates heat at a high temperature. Even so, melting of the insulating layer 22 and the like can be suppressed, and the heat generation allowable range of the heating element 1 can be expanded.

(第3実施形態)
第3実施形態では、上記第1及び第2実施形態において製造された発熱体1を用いた加熱装置50の製造方法について図6及び図7を参照して説明する。
図6は、発熱体1を用いた加熱部30の側面図を示す。
図7は、加熱部30が複数設けられた加熱装置50の平面図を示す。
(Third embodiment)
In 3rd Embodiment, the manufacturing method of the heating apparatus 50 using the heat generating body 1 manufactured in the said 1st and 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIG.6 and FIG.7.
FIG. 6 shows a side view of the heating unit 30 using the heating element 1.
FIG. 7 is a plan view of a heating device 50 provided with a plurality of heating units 30.

加熱部30は、波形状に成型された発熱体1と、発熱体1を厚さ方向から挟持する一対の支持板30A及び支持板30Bから構成される。   The heating unit 30 includes a heating element 1 molded into a wave shape, and a pair of support plates 30A and 30B that sandwich the heating element 1 in the thickness direction.

支持板30Aは、金属板21A及び絶縁層22Aから構成されており、発熱体1が有する発熱層23に対して絶縁層22Aが対峙するように固着される。このような構成によって、発熱層23に流れる電流が金属板21Aが設けられる側に漏電することを防止することができる。
支持板30Bは、支持板30Aが設けられた側に対して逆側に設けられて、支持板30Aと同様に、金属板21B及び絶縁層22Bから構成され、発熱体1が有する発熱層23に対して絶縁層22Bが対峙するように固着される。
このような支持板30A及び支持板30Bによって、波形状の発熱体1を厚さ方向から挟持すると、支持板30Aと発熱体1との間で複数の中空空間40Aが、また、支持板30Bと発熱体1との間で複数の中空空間40Bが形成されることとなる。
The support plate 30 </ b> A includes a metal plate 21 </ b> A and an insulating layer 22 </ b> A, and is fixed so that the insulating layer 22 </ b> A faces the heat generating layer 23 of the heat generating element 1. With such a configuration, it is possible to prevent the current flowing through the heat generating layer 23 from leaking to the side where the metal plate 21A is provided.
The support plate 30B is provided on the opposite side to the side on which the support plate 30A is provided, and is composed of a metal plate 21B and an insulating layer 22B, similar to the support plate 30A. On the other hand, the insulating layer 22B is fixed so as to oppose.
When the wave-shaped heating element 1 is sandwiched from the thickness direction by the support plate 30A and the support plate 30B, a plurality of hollow spaces 40A are formed between the support plate 30A and the heating element 1, and the support plate 30B. A plurality of hollow spaces 40B are formed between the heating element 1 and the heating element 1.

続いて、加熱部30を用いた加熱装置50の構成を図7を参照して説明する。
加熱装置50は、複数の加熱部30と、加熱部30に電流を流し発熱させる電極51A(陽極)及び電極51B(陰極)とを有する構成となっている。
加熱部30は、所定の曲率で湾曲した円弧形状のものが同心で径方向に所定間隔で配置されており、発熱体1の発熱層23の一端が電極51Aと接合され、他端が電極51Bと接合される。
なお、当該接合には、ロウ材を用いても良い。
Next, the configuration of the heating device 50 using the heating unit 30 will be described with reference to FIG.
The heating device 50 is configured to include a plurality of heating units 30, and an electrode 51 </ b> A (anode) and an electrode 51 </ b> B (cathode) that cause a current to flow through the heating unit 30 to generate heat.
The heating unit 30 has a circular arc shape with a predetermined curvature and is concentrically arranged at predetermined intervals in the radial direction. One end of the heat generating layer 23 of the heating element 1 is joined to the electrode 51A, and the other end is the electrode 51B. Joined with.
Note that a brazing material may be used for the joining.

このような構成の加熱装置50は、電極51A及び電極51Bによって、発熱体1を通電すると発熱層23が発熱し、例えば、図7において紙面垂直方向に流れる気体に中空空間40A及び中空空間40B(図6参照)を通過する過程で熱を加えることによって熱風とさせることができる。
したがって、第3実施形態では、加熱装置50は、発熱体1を波形状を有した帯状に形成することで、線状よりも断面積が広くなり断線を抑制できるため製品寿命が延び、また、空気と触れる表面積が広くなるため加熱効率を向上させることができる。
In the heating device 50 having such a configuration, when the heating element 1 is energized by the electrodes 51A and 51B, the heating layer 23 generates heat. For example, the hollow space 40A and the hollow space 40B ( It can be made hot air by applying heat in the process of passing through FIG.
Therefore, in 3rd Embodiment, since the heating apparatus 50 forms the heat generating body 1 in the strip | belt shape which has a wave shape, since a cross-sectional area becomes large rather than linear shape and a disconnection can be suppressed, a product life is extended, Since the surface area in contact with air is increased, the heating efficiency can be improved.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の第3実施形態では、加熱部30において、発熱体1を挟持する支持板30A、30Bを用いると説明した。しかしながら、支持板30A、30Bの代わりに、直線形状の発熱体1を2つ用いて挟持する構成であっても良い。さらに、加熱部30は、発熱体1を組み合わせてハニカム構造に形成されても良い。   For example, in the third embodiment described above, it has been described that the heating plate 30 uses the support plates 30A and 30B that sandwich the heating element 1. However, instead of the support plates 30A and 30B, a configuration in which two linear heating elements 1 are used and held may be used. Furthermore, the heating unit 30 may be formed in a honeycomb structure by combining the heating elements 1.

本発明の実施の形態における発熱体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the heat generating body in embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における発熱体の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the heat generating body in 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における粉末圧延装置の構成図である。It is a lineblock diagram of a powder rolling device in an embodiment of the invention. 本発明の第2実施形態における発熱体の製造工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing process of the heat generating body in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態における発熱体の製造工程を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing process of the heat generating body in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における加熱部の側面図である。It is a side view of the heating part in 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における加熱装置の平面図である。It is a top view of the heating apparatus in 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…発熱体、2…材料粉末(粉末)、21…金属板、22…絶縁層、24…樹脂層、50…加熱装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat generating body, 2 ... Material powder (powder), 21 ... Metal plate, 22 ... Insulating layer, 24 ... Resin layer, 50 ... Heating apparatus

Claims (5)

基材となる金属板の表面に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を形成した後に、前記絶縁層上に導電発熱特性を有するヒーター材の粉末を粉末圧延により固着する粉末圧延工程と、
前記粉末圧延工程の後に、前記金属板を成型加工する工程と、
前記成形加工した後に、前記ヒーター材を焼成する熱処理工程とを有することを特徴とする発熱体の製造方法。
Forming an insulating layer on the surface of the metal plate to be a base;
After forming the insulating layer, a powder rolling step of fixing the powder of the heater material having conductive heat generation characteristics on the insulating layer by powder rolling;
After the powder rolling step, the step of molding the metal plate,
And a heat treatment step of firing the heater material after the molding process .
前記絶縁層は、樹脂から形成されることを特徴とする請求項1に記載の発熱体の製造方法。   The method for manufacturing a heating element according to claim 1, wherein the insulating layer is formed of a resin. 前記絶縁層を形成した後に、前記絶縁層の表面に前記ヒーター材の固着を補助する樹脂層を形成することを特徴とする請求項1に記載の発熱体の製造方法。   2. The method of manufacturing a heating element according to claim 1, wherein after the insulating layer is formed, a resin layer that assists the fixing of the heater material is formed on a surface of the insulating layer. 前記絶縁層は、セラミックから形成されることを特徴とする請求項3に記載の発熱体の製造方法。   The method of manufacturing a heating element according to claim 3, wherein the insulating layer is made of ceramic. 請求項1〜4に記載の製造方法を有する加熱装置の製造方法。 The manufacturing method of the heating apparatus which has a manufacturing method of Claims 1-4 .
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