JPH0349191B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気ヒータ、特に、ヒータ内にコイ
ルを保持しかつ固定するための絶縁支持体を有す
るヒータに関するものである。

フレーム内に支持された抵抗ワイヤを利用した
電気ヒータは公知である。オープンコイルヒータ
（open−coil heater）と称するこの種のヒータに
おいては、抵抗ワイヤをフレームから離隔させ、
抵抗ワイヤとフレームとの間の短絡を防止するた
めの絶縁体を使用することが必要とされる。さら
に、この種のヒータでは、抵抗ワイヤをフレーム
に関して所定の形状に保持するための手段が必要
である。

従来においても、ヒータコイルを保持してフレ
ームから絶縁するコイル保持手段を含む絶縁体を
備えた装置は公知である。ワイトマン
（Wightman）他の米国特許第3846619号には、螺
旋状のヒータワイヤを支持すべくヒータのフレー
ムの横ビームに取り付けられた絶縁手段が開示さ
れている。しかしながら、ヒータワイヤを適切に
支持するためには、絶縁手段にクリツプ手段を設
けなければならない。この場合、フランジ面がヒ
ータワイヤを保持すべく非平面状を呈するように
屈曲された特殊な形状のクリツプ手段が必要であ
る。その上、コイルの巻回部のクリツプへの挿入
が困難であり、保存または修理のために必要とさ
れるコイルの除去はさらに困難である。フレーム
の横ビームには特殊な構造と、絶縁体を内部に保
持するべく絶縁体本体と相互作用するタブとが必
要となる。同様に、クリツプ手段にも絶縁体に固
定するためのタブが必要である。即ち、上記のよ
うな構造の場合には多くの複雑なステツプが要求
されるが、本発明はそのような複雑なステツプを
除去するものである。特に、本発明による構造
は、フレームの横ビームに簡単に取り付けられる
一体構造の支持体で支持された電気ヒータを提供
するものである。取り付けに際しては、絶縁体構
造中の第１のノツチ対が利用され、コイルは第２
のノツチ対により固定される。タブは必要ではな
く、装置の組立ても簡単である。

シモンズ（Simmons）の米国特許第1698282号
は、同様に電気ヒータの絶縁支持体を開示してい
るが、横ビームへの取り付けには特殊な操作が要
求される。さらに、各支持体構造に２つずつの絶
縁部品が必要である。支持体を取り付けるには、
角度90°の回転において２つの部品を同時に操作
しなければならず、１方の支持体が損傷した場
合、これを除去するためにいくつかの支持体構造
の複雑な取り扱いが必要になる。その上、支持体
を固定して変位を防止するためにコツタピンの使
用が要求される。ワイトマン他の装置とは異な
り、シモンズの支持体は横ビームを貫通すること
ができず、従つてフレームの１方側でしかヒータ
コイルを支持することができない。

ハートマン（Hartman）の米国特許第2856500
号は、電気ヒータの反射板に取り付けられた単一
の絶縁体を開示している。反射板には、絶縁体の
キー状突部を受承するため、複数個のキー孔が設
けられている。突部の幅は絶縁体本体よりも狭
く、ヒータコイル支持手段に関して絶縁体本体の
対向面に配置されている。従つて、単一の支持体
構造で支持ビームの両側において電気ワイヤを支
持することは不可能である。ワイトマン他の装置
と同様に、絶縁体の支持ビームにタブを設けるこ
とが必要であり、また、シモンズの装置と同様
に、絶縁体をヒータの反射板に取り付けるために
特殊な回転ステツプが要求される。

電気ヒータ用の絶縁体及びスペーサの例として
は、マツクオウン（Mckeown）の米国特許第
2177930号、ガスパレイテイス（Gasparaitis）の
米国特許第3632981号、レイング（Laing）の米
国特許第3218437号等がある。ワイマー
（Weimar）の米国特許第1712860号は、電話、電
気または電信電極の腕金の上下に設けられた２つ
の絶縁体を開示しており、該絶縁体はワイヤ用の
環状溝を有している。

上述のいずれの先行技術も、電気ヒータの抵抗
ワイヤを支持するための簡単に製造及び組立ての
できる構造を開示してはいないことが明らかであ
る。本発明は、一体構造でほぼ対称形の、電気ヒ
ータ用絶縁支持体を用いるものである。このよう
な構造により、本発明においては、端子の位置付
け及び整合を行ないながら電気ヒータの支持ビー
ム構造に絶縁支持体を挿入することができ、絶縁
体への簡単な取り付けによつてヒータワイヤをフ
レームに容易に組み付けることができる。

絶縁体は、ビーム構造と絶縁体に設けられたノ
ツチとの間のつかみ動作により、支持ビーム中の
間隙に挿入される。第２のノツチ対が支持絶縁体
に取り付けられた抵抗ヒータワイヤを同様に把持
する。

本発明は、先行技術の様々な欠点を克服するも
のであり、複数の支持絶縁体用の支持ビームを備
えた、抵抗ヒータワイヤを支持するフレームを有
する電気ヒータを提供するものである。支持ビー
ムは１つまたはそれ以上の金属製ロツドを備えて
いてもよく、該ロツドは所定位置で屈曲されて、
絶縁体受承用の間隙を形成する。本発明による絶
縁体は、該間隙中に挿入され、各絶縁体に設けら
れたノツチ対と係合するロツドによつて所定位置
にロツクされる。前記ノツチ対とほぼ同平面上の
第２のノツチ対が、螺旋状ヒータワイヤの少なく
とも１個の巻回部を受承する。ヒータワイヤは、
そのコイルのばね作用及び第２のノツチ対と協働
するセラミツク製肩部の幅によつて所定位置に保
持される。絶縁体の１対の肩部はコイルの巻回部
を越えて伸びてコイルの横方向への移動を防止し
ており、一方コイルの軸方向への変位は、絶縁体
本体によつて防止される。

本発明の第１の目的は、オープンヒータコイル
構造を有する、製造の簡単な電気ヒータを提供す
ることである。

本発明の第２の目的は、電気ヒータ用の、製造
の簡単な支持絶縁体を提供することである。

本発明の第３の目的は、横方向に製造の簡単な
横ビームを備えた長手方向フレームを有する電気
ヒータを提供することである。

本発明は、さらに、支持絶縁体を固定する複数
個のグリツプ部材を支持する長手方向に伸びた構
造部材を備えた、抵抗ヒータワイヤを支持するフ
レームを有する電気ヒータを提供するものであ
る。支持絶縁体は、好ましくはその長手方向両端
部に対向して設けられた第１のノツチ対を有して
おり、グリツプ部材は、支持絶縁体のノツチと係
脱可能に係合する第１と第２の部分を有してい
る。グリツプ部材は、好ましくは１対の支持絶縁
体を把持し、絶縁体が構造部材に関して対称に配
置されるように構造部材に取り付けられる。第１
のノツチ対とほぼ同一平面上の第２のノツチ対
が、螺旋状ヒータワイヤの１個の巻回部を受承す
る。ヒータワイヤは、第２のノツチ対と協働する
コイルのばね作用によつて所定位置に保持され
る。支持絶縁体の第２のノツチ対に面する１対の
肩部がコイルの巻回部を越えて伸びそコイルの横
方向への移動を防止しており、コイルの実際変位
は絶縁体本体によつて防止されている。

本発明の上述及びその他の目的、特徴及び利点
は、添付図面を参照して説明される以下の記載に
より明らかにされるであろう。

第１図には、本発明の第１の実施例の電気ヒー
タ１０が示されている。該ヒータ１０は、図示の
ようにフレーム１２を備えており、該フレーム１
２は、水平支承面（図面せず）上に配置されたヒ
ータ１０を同支承面から離隔させるための支持脚
部１４，１６を備えている。フレーム１２は、さ
らに、フレーム１２の側部材２０，２２を連結す
るビーム等の構造部材１８を備えている。

上記第１の実施例では、公知の方法で軸に沿つ
て巻回された電気抵抗ヒータコイル２４が使用さ
れている。ヒータコイル２４は複数の螺旋状巻回
部からなるばね状構造を呈しており、コイルの軸
方向にばね状の弾性を有している。ヒータコイル
２４は、電気的短絡の発生を避けるため、構造部
材１８を含むフレーム部材から離隔させる必要が
ある。ヒータコイル２４の縦軸は、構造部材１８
を横切つて配置して、コイルの熱放射パターンに
対する構造部材１８の干渉を防止するとともに、
最少数の構造部材１８で最大限のヒータ部位を支
持できるようにすることが望ましい。

ヒータコイル２４は、構造部材１８の面の上下
に分れた２つの部分２６，２８を備えていてもよ
い。これらの部分２６，２８は、第１図に示すよ
うに、同一のコイルの部分を形成するものでもよ
く、また、別々の２つのコイルであつてもよい。

本実施例のヒータ１０は、さらに、ヒータコイ
ル２４に電流を供給する接触手段３２を有する面
板３０を備えている。面板３０及び接触手段３２
は、接続手段３３によつてフレーム１２に接続さ
れている。ヒータ１０の部品全体を１つのユニツ
トに組み入れてもよく、この場合、面板３０及び
接触手段３２を同ユニツトの１部として形成して
もよい。

ヒータコイル２４を支承し、かつ、フレーム１
２から離隔させるために、複数個の絶縁支持体３
４が設けられている。該支持体３４は、第１図に
示すように、構造部材１８に取り付けられてい
る。しかしながら、本発明の範囲内で、絶縁支持
体３４をフレーム１２の様々な部位に取り付ける
ことも可能である。この場合には、フレーム部材
を後述する構造部材１８の特徴に沿うように変更
する必要がある。フレーム１２の寸法と構造部材
１８の寸法とが適合しない場合には別の絶縁支持
体を用意する必要がある。この別の絶縁支持体
は、構造自体はここに示した本発明の実施例に示
した通りであるが、フレーム１２と構造部材１８
の寸法の相違に適合した寸法とする必要がある。
また、図では各構造部材１８に３つの支持体が示
されているが、各構造部材１８に１つの絶縁支持
体を取り付けることも無論可能である。

本発明における構造部材１８は、第３図及び第
４図に示すようにロツド３６，３８によつて形成
してもよい。第３図から理解されるように、ロツ
ド３６，３８は屈曲されて接合されており、各ロ
ツドの屈曲部は互いに整合して、支持体３４を受
承すべく所定の周囲形状を有する空隙を形成して
いる。図では両方のロツド３６，３８が屈曲部３
７，３９を有しているが、一方のロツドを直線に
し、他方のロツドを屈曲して、直線状のロツドと
屈曲されたロツドとを接合することによつて空隙
を形成してもよい。しかし、構造部材１８を、そ
れぞれに屈曲部を有する同一形状の２本のロツド
により形成する場合には、ロツドの分類が必要と
されないため、ヒータ１０の製造が簡単である。
即ち、第３図に示される構造部材は同一形状のロ
ツド対から成るのに対して、直線状のロツドの屈
曲されたロツドとを組合わせて成る構造部材の場
合には、製造時に形状の異なるロツドを分類する
必要がある。第３図に示された構造を利用するこ
とにより、製造費を節約することができる。

第１図〜第４図に示されるように、絶縁支持体
３４は構造部材１８に形成された空隙に受承され
ている。無論、構造部材１８を第３図〜第５図に
示されるものとは異なる部品によつて形成するこ
とも可能であるし、空隙も前述のものとは異なつ
た方法で形成してもよい。

第４図〜第８図において、絶縁支持体３４は、
ノツチ４２，４４を備えた第１の取付手段を有す
る中央体部４０を有している。前記ノツチ４２，
４４は、第４図に示されるように、ロツド３６，
３８と係合して支持体３４を所定位置にロツクす
る。特に、中央体部４０内に形成された支持体３
４の最大断面積部は、ロツド３６，３８の屈曲部
３７，３９によつて形成される所定の周囲形状の
面積よりも大きい。このように、構造部材１８の
ロツドは、支持体３４の構造部材１８への挿入時
に、屈曲されてやや伸張する。支持体挿入時の構
造部材１８の完全変形を避けるため、空隙周辺部
と支持体３４との断面は同一形状になつている。
ロツド３６，３８と絶縁支持体のノツチ４２，４
４とが接触するところまで絶縁支持体３４が挿入
されたとき、ロツド３６，３８はばね力によつて
もとの形状に復元されてノツチ４２，４４と係合
し、絶縁支持体３４が構造部材１８に取り付けら
れる。絶縁支持体３４を構造部材１８によつて竪
に保持するために、中央体部４０には２つのノツ
チが設けられている。ノツチの数は１つでもよい
が、この場合には保持力が低減される。また、３
つまたは４つのノツチを設けてもよい。さらに、
図示の２つのノツチは、面積が小さく、互いに平
行かつ対向した、長手方向を横切る側面４６，４
８に設けられているが、ほぼ平坦で側面よりも面
積の大きい前面４９及び後面に設けてもよい。

第６図に示すように、本発明における絶縁支持
体は、その対向する側面に、第２の取付手段とし
て上下のコイル保持器５０，５２を有している。
単一のコイル保持器５０または５２を有する絶縁
支持体によつて構造部材１８の面の１方側のみの
ヒータコイルを支持することも本発明の範囲内で
ある。しかしながら、好適な実施例においては、
図示の如く２つのコイル保持器を使用している。
また、図示のように、本発明における絶縁支持体
は完全に左右対称である。即ち、絶縁支持体３４
は、その外形を変化させないで対称の水平軸を中
心として回動させることができる。このことは対
称の垂直軸についても同様であり、従つて、構造
部材の空隙への支持体挿入に先立つて遂行すべき
方向決めの段階数を最小限にすることができる。
絶縁体の前面４９の幅方向が構造部材１８の長手
方向を横切るようにする１回の方向決め段階を完
了した時点で組立てを行なつてもよい。

絶縁支持体３４は上述のように対称形であるた
め、以下の記載では上側のコイル保持器５０につ
いてのみ説明し、下側のコイル保持器５２の説明
は省略する。コイル保持器５０は平坦面５４を有
しており、該平坦面５４どうしを突き合わせて絶
縁保持器５０を複数個接続した形態のコイル保持
器を構成するようにしてもよい。平坦面５４に
は、頂部と、コイル保持器５０の前面５６に向つ
て傾斜下降する傾斜面とを設けてもよい。このよ
うな傾斜面を設けることによつて、構造部材１８
の空隙への支持体の挿入が容易になる。しかしな
がら、図示のように、前面５６をほぼ中心部の頂
部５７から後方へ傾斜させて、側面７０，７２の
幅を頂部５７よりも狭くしてもよい。このように
側面７０，７２の幅を狭くすることにより、コイ
ル保持器を構造部材１８の空隙に挿入し易くなる
とともに、空隙をてこ作用で開成して支持体の残
りの部分に適合させることができる。

支持体の中央体部４０に第１の取付手段として
のノツチが形成されているのと同様に、コイル保
持器５０にも１つまたはそれ以上のノツチが形成
されている。ノツチ５８，６０は、絶縁支持体の
第２のノツチ対のうちの１つのノツチ対を形成し
ており、構造部材１８の面の上方のヒータコイル
２４を保持している。第２のノツチ対のうちのい
ま１つのノツチ対５９，６１は下側のコイル保持
器５２に形成されている。ノツチ５８〜６１は、
第２の取付手段を構成している。

本発明の他の実施例において、支持体３４は、
中央体部４０の長手方向端部と同高の側面７０，
７２を有しており、このために、側面７２を除去
することによつて支持体３４の製造を簡単にする
ことができる。

第２の取付手段を構成するノツチ５８〜６１
は、第１の取付手段を構成するノツチ４２，４４
とほぼ平行である。ノツチ相互間のこのような関
係により、支持体の製造が簡単になつている。傾
斜面６２，６４を備えた案内手段が、第４図に示
すように、１つの巻回部２５をノツチ５８の方へ
移動させるのを容易にしている。同様な傾斜面６
６，６８が、コイルをノツチ６０の方へ導く案内
手段を形成している。下側のコイル保持器５２に
も、同様に他の案内面が設けられている。このよ
うな傾斜により、ヒータコイルにはばね状の可撓
性が与えられるため、コイルの旋回部は、ノツチ
から外れた場合にも、緩やかにもとの位置へ戻る
ようになつている。ノツチ５８，６０内に配置さ
れたコイルの水平部分が長くなるほど、コイルは
挿入位置から外れにくくなる。

さらに、第４図に示されている如く、傾斜面６
２と協働している垂直側面７０が肩部を形成し、
コイル２６を保持すると共にコイル２６が垂直方
向に横変位するのを防止している。コイル保持器
５０が巻回部２５の部分の間に配置されているた
め、ヒータコイル２４は長手方向へ変位すること
がない。

本発明は、上述のように、ヒータコイルを所定
位置に保持する絶縁支持体を提供するものであ
る。本発明の支持体は容易に製造され、好ましく
は一体形状において容易に製造され、簡単な構造
部材を利用してヒータ中に組込まれる。

第９図〜第１３図には本発明の第２の実施例が
示されている。第９図は本発明の第２の実施例の
構成を示す部分平面図であり、第１０図は部分側
面図である。第９図には、面板１０１と長手方向
に延在した構造部材１０３とを備えたフレームが
示されている。面板１０１内には、電流発生手段
１０７が設けられている。前記実施例のヒータコ
イル２４に相当する電気抵抗ヒータワイヤ２４が
ヒータに沿つて保持されて電流発生手段１０７に
接続されており、さらに、支持絶縁体３４によつ
て所定位置に支持されている。把持手段１０５
が、支持絶縁体３４を長手方向に延在した構造部
材１０３に関して対称に把持している。支持絶縁
体３４は、構造部材１０３をループ状に囲み各端
部において電流発生手段１０７に接続された単一
の電気抵抗ヒータワイヤ２４を支持している。

第１１図は、支持絶縁体３４を把持した把持手
段１０５の拡大平面図である。第１１図におい
て、把持手段１０５は、支持絶縁体３４をほぼ包
囲する横方向脚部１０９、長手方向脚部１１１及
び横方向脚部１１３を有し、支持絶縁体３４をほ
ぼ包囲するように屈曲された１本のワイヤを備え
ており、１方の横方向脚部１０９は支持絶縁体３
４のノツチ４２に、他の横方向脚部１１３はノツ
チ４４にそれぞれ受承されている。また、支持絶
縁体３４の本体部に隣接して第２の長手方向脚部
１１５が設けられており、第１の長手方向脚部１
１１と対向して、把持手段１０５とともに支持絶
縁体３４をほぼ包囲している。ブリツジ部材１１
７が構造部材１０３を横切つてこれに接続されて
おり、把持手段１０５を所定位置に固定してい
る。ノツチ５８〜６１は、前述のようにコイルの
隣接するループを把持することによつて電気抵抗
ヒータワイヤ２４を支持する。第１２図は、把持
手段１０５に保持された支持絶縁体３４の正面図
である。

第１３図には、製造中の部分的に屈曲された把
持手段１０５が示されており、脚部１０９，１１
３，１１５及びブリツジ部材１１７はジグに沿つ
て適当な形状に屈曲される。次に絶縁体３４のノ
ツチ４２を有する部分が脚部１１３と当接し、脚
部１１１が絶縁体３４に沿つて屈曲され、脚部１
０９がノツチ４４に受承されて、絶縁体３４を竪
固に保持する。

上述の好適な実施例は説明として示したもので
あつて、本発明を何ら限定するものではない。当
業者は上述の実施例を均等的に変形するであろう
が、そのような修正物、変形物及び均等物は、本
発明の明らかな均等物と導じ利点が示されるとき
は特許請求の範囲に詳述した本発明の範囲内のも
のである。

上述のように本発明によれば絶縁支持体を構造
体に取付けて、コイル状のヒータをこの絶縁支持
体に嵌め込んで固定するからヒータ絶縁支持体、
構造体間の組み立てが極めて容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電気ヒータの斜視図で
ある。第２図は、第１図の２−２線による側面断
面図である。第３図は、第２図の３−３線による
破断平面断面図である。第４図は、本発明の絶縁
支持体の第２図の４−４線による側面断面図であ
る。第５図は、第４図の５−５線による端面図で
ある。第６図は、本発明による絶縁支持体の斜視
図である。第７図は、絶縁支持体の平面図であ
る。第８図は、絶縁支持体の側面図である。第９
図は、本発明の第２の実施例の電気ヒータを示す
平面図である。第１０図は、第２の実施例の側面
図である。第１１図は、第２の実施例の支持絶縁
体を示す平面図である。第１２図は、支持絶縁体
の正面図である。第１３図は、第２の実施例の把
持部材の屈曲状態を示す平面図である。 １０……ヒータ、１８……構造部材、２４……
ヒータコイル、３４……支持体、３６，３８……
ロツド、３７，３９……屈曲部、５８，５９，６
０，６１……ノツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長形状の構造部材と、ヒータコイルを支持す
   る絶縁支持体とを備え、上記絶縁支持体はヒータ
   コイルの少なくとも１つの巻回部分を嵌込むこと
   によつて該ヒータコイルを支持する少なくとも１
   つのノツチと、 上記絶縁支持体の外周部分に設けられ、構造部
   材を嵌込み支持する溝部をそれぞれ有し、絶縁支
   持体を横切る方向に延在する少なくとも２つの面
   を持つ、少なくとも１つの外側表面とを備えてい
   るとともに、 上記構造部材は長形状のロツドを有し、そのロ
   ツドが絶縁支持体を包囲しかつ上記２つの面に沿
   つて延在して、上記溝部に嵌込まれかつ上記絶縁
   支持体を支持するようにしたことを特徴とする電
   気ヒータ。 ２ ヒータ線を巻回してなり、ベースに固定され
   るヒータコイルと上記ベースに支持されるととも
   に、上記フータコイルを支持する絶縁支持体であ
   つて、 第１の方向には上記ヒータのコイル間隔より大
   きい第１の寸法と、第１方向に対して直角な方向
   には第１の寸法より小さい第２寸法を有する絶縁
   支持体と、この絶縁支持体に設けられ、この絶縁
   支持体の内部から概略上記第１の方向に沿つて互
   いに反応方向に延び絶縁支持体の外周端に達する
   ２つのノツチと、上記絶縁支持体に設けられ、各
   ノツチの上下両側部分に隣接して延在し、ヒータ
   の作動あるいは不作動時の温度でヒータコイルを
   上記ノツチの内部終端まで案内する案内面と を備えたことを特徴とする電気ヒータ。 ３ ベースに支持されるとともに、ヒータコイル
   を支持する絶縁支持体と、第１の方向には上記ヒ
   ータのコイル間隔より大きい第１の寸法と、第１
   方向に対して直角な方向には第１の寸法より小さ
   い第２寸法を有する絶縁支持体と、この絶縁支持
   体に設けられ、この絶縁支持体の内部から概略上
   記第１の方向に沿つて互いに反対方向に延び絶縁
   支持体の外周端に達する２つのノツチと、 上記絶縁支持体に設けられ、各ノツチの上下両
   側部分に隣接して延在しヒータの作動あるいは不
   作動時の温度でヒーターコイルを上記ノツチの内
   部終端まで案内する案内面と を備えたことを特徴とする電気ヒータの絶縁支持
   装置。