JPH0432182A - 赤外線ヒータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、絶縁性基体の表面に導電膜からなる発熱体を
設けた赤外線ヒータに関する。

（従来の技術） 例えば、食品の乾燥や工業用各種部品の乾燥に赤外線ヒ
ータが使用されている。

このような分野で使用される赤外線ヒータとして、従来
、第５図および第６図に示す構造のヒータが知られてい
る。このものは、アルミナなどのような絶縁性セラミッ
クスからなる円筒形の基体１と、この基体１の表面に形
成された例えばグラファイトなどのようなカーボン系の
導電性被膜からなる発熱体２と、上記円筒形基体１の端
部に巻回された耐熱導電金属、例えばステンレスからな
る電力供給端子３．３とで構成されている。

上記導電性被膜からなる発熱体２は円筒形基体１の外表
面にスパッターリングまたは塗布方法により付着されて
おり、例えば軸方向に伸びる蛇行形の配線パターンをな
して形成されている。そして、電力供給端子３．３はバ
ンド形をなして上記円筒形基体１の端部に巻回されてお
り、ねじ４を締め付ける（第２図参照）ことにより基体
１の外面に締着し、上記導電膜２の端部に密着するよう
になっている。

なお、電力供給端子３．３にはそれぞれ電源接続用のコ
ード６．６が接続される。

したがって、上記電力供給端子３．３を電源に接続すれ
ば発熱体２に電流が流れ、この発熱体２が発熱して赤外
線を放出する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の場合、バンド形の電力供給端
子３．３が上記円筒形基体１に直接巻き付けられ、この
電力供給端子３が基体１の表面に形成された導電膜２に
直接接触する構造であったため、電力供給端子３．３と
導電膜２の接触が良好でない不具合があった。

すなわち、導電膜２からなる発熱体は基体１の表面に、
単にスパッターリングまたは塗布方法により付着されて
いるだけであるから、電力供給端子３．３を被せる時に
電力供給端子３．３と擦れ。

あって剥がれ易い。

そして、電力供給端子３．３を強く締め付けると、圧縮
応力により絶縁性セラミックスからなる基体１が破壊さ
れる心配があり、そのため締め付は力を弱くすると、導
電膜が薄いので隙間が発生して、電力供給端子３．３と
導電膜２の接触不良が発生する。

さらに、加熱作用の温度上昇時には、電力供給端子３．
３とセラミックス基体１との熱膨脹差により、電力供給
端子３．３と導電膜２の接触部に緩みが生じて接触圧が
低下し、接触抵抗が著しく変動したり、これらの接触部
で異常放電や異常発熱を発生し、これに起因して導電膜
２の蒸発飛散や、基体の破壊、さらには導電膜の発熱特
性の変化を招く等の心配がある。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、電力供給端子と導電膜の電気的
接続を良好に保ち、締め付は力を適度に維持して、接触
不良や導電膜および基体の損傷などを防止することがで
きる赤外線ヒータを提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、絶縁性基体の表面に導電膜からなる発熱体を
形成し、この導電膜を上記基体に取り付けた電力供給端
子に接続した赤外線ヒータにおいて、上記導電膜と電力
供給端子の間に軟質導電金属を介挿したことを特徴とす
る。

（作　用） 本発明によれば、電力供給端子と導電膜の間に介挿され
た軟質導電金属が電力供給端子の締め付けにより適度に
弾性変形して、締め付は力や熱膨脹差などを吸収し、電
力供給端子と導電膜の接触状態を良好に維持する。

（実施例） 以下本発明の第１の発明について、第１図および第２図
に示す第１の実施例にもとづき説明する。

図に示す赤外線ヒータは、基本的構成において従来と同
様であり、１１は絶縁性円筒形の基体、１２はこの基体
１１の表面に形成された導電膜からなる発熱体、１３．
１３は上記円筒形基体１１の端部に取り付けられた電力
供給端子である。

本実施例の円筒形基体１１は、ボロンナイトティドなど
のような絶縁性セラミックスにより形成されており、こ
の基体１１は気相成長法により製造されている。

上記ボロンナイトライドの気相成長法により形成された
基体１１は、例えば内径１０＋ｉ＋ａ、外径１２ｍ５、
長さ２５０■の真円の円筒形になっている。

この基体１１の表面に形成された導電膜１２からなる発
熱体は、グラファイトなどのようなカーボン系材料から
なり、この基体１１の表面に気相成長法により形成され
ている。

本実施例の場合、上記導電膜１２からなる発熱体は円筒
形基体１１の外表面に軸方向に長い蛇行形をなす帯状に
形成されている。この場合、膜厚は０．１１■、帯の幅
は５■、隣接する帯間の間隔は１．Ｃ１＋ｍ＋こ形成さ
れている。

このような蛇行形導電膜１２の端部は、基体１１の端部
に取り付けられた電力供給端子１３．１３に接続されて
いる。

電力供給端子１３は、幅５■、厚さ１■のステンレス製
ベルトを内径１２．３ｍｓのリング形に成形し、両端部
を互いに向い合わせて構成したちので、上記円筒形基体
１１の端部に巻回するように被せられている。そして、
この電力供給端子１３は、対向された端部間にねじ１４
を螺合して締め付けることにより内径が縮小されるので
、円筒形基体１１の端部に締着するようになっている。

この場合、電力供給端子１３の内面と円筒形基体１１の
外面の間に軟質導電金属１５が介挿される。

軟質導電金属１５は、例えば銅箔からなり、幅６■、厚
さ０．０５ｓｖの箔帯を導電膜１２の端部の上に位置し
て円筒形基体１１の外面に４〜５回程度巻き付けである
。

したがって、電力供給端子１３は軟質導電金属１５の外
周に巻かれ、この軟質導電金属１５を締め付けている。

このため、導電膜１２と電力供給端子１３は、軟質導電
金属１５を介して接続されている。

なお、１６は電源接続用のコードである。

このような構成の赤外線ヒータの作用を説明する。

電源接続用のコード１６．１６を通じて電力供給端子１
３．１３に電源電圧を印加すると、電力供給端子１３お
よび軟質導電金属１５から導電膜１２よりなる発熱体に
電流が流れ、この発熱体が発熱する。この場合、導電膜
１２よりなる発熱体は円筒形基体１１の外表面に軸方向
に長い蛇行形をなす帯状に形成され、軸方向に所定長さ
を有するとともに周方向に一定間隔をなして配置されて
いるので、所定の長さに亘りかつ周方向に均等に赤外線
を放出することができる。

上記実施例においては、電力供給端子１３と円筒形基体
１１の間に軟質導電金属１５を介在させたので、電力供
給端子１３と導電膜１２の接触状態を良好に維持するこ
とができる。

すなわち、導電膜１２からなる発熱体の端部は軟質導電
金属１５で覆われるので、電力供給端子１３．１３を被
せる時に電力供給端子１３．１３が導電膜１２と直接擦
れあうことがなくなり、電力供給端子１３．１３を取り
付ける時の導電膜１２の剥がれが防止される。

また、ねじ１４を締め付けると、電力供給端子１３の径
が縮小され軟質導電金属１５が締め付けられる。このた
め軟質導電金属１５が変形する。

よって、円筒形基体１１に過大な締付力を加えることが
低減され、圧縮応力により絶縁性セラミックスからなる
基体１の破壊が防止される。

このことからねじ１４を多少強めに締め付けても電力供
給端子１３．１３の締め付は力を適度に維持することが
でき、電力供給端子１３．１３と軟質導電金属１５との
接触を確実にし、軟質導電金属１５を変形させて導電膜
１２に密着させることができ、接触不良を防止すること
ができる。

そして、加熱作用の温度上昇時には、電力供給端子１３
．１３とラミックス基体１１との間の熱膨脹差が生じて
も、これらの間に介挿した軟質導電金属１５が熱膨脹差
を吸収し、電力供給端子１３．１３と導電膜１２の接触
圧を所定値に保つことができる。

よって、電力供給端子１３．１３と導電膜１２の接触抵
抗が著しく変動したり、これらの接触部で異常放電や異
常発熱が発生するのを防止することができ、これに起因
して導電膜１２の蒸発飛散や、基体１１の破壊、さらに
は導電膜１２の発熱特性の変動を防止することができる
。

なお、本実施例の導電膜１２は、上記ボロンナイトライ
ドからなる円筒形基体１１の表面に化学反応、つまり気
相成長によって形成したので、導電８１２の基体１１に
対する結着力が極めて強くなる。

このため、機械的な衝撃や急激な温度変化等のような熱
的衝撃が加えられても、導電膜１２の剥離が防止される
。

よって、剥離による局部的に発熱が防止され、温度むら
や発熱特性の劣化が軽減されるとともに断線も防止され
る。

上記実施例に記載した寸法、大きさで定格入力が２ＫＷ
の赤外線ヒータを１０本製造し、これについて実験した
結果を説明する。

これらヒータは、基体１１に電力供給端子１３を取り付
け、これをねじ１４で締め付ける作業において、導電膜
１２に傷が発生するのは皆無であり、基体１１が破損す
ることもなかった。

そして、これらヒータに２ＫＷを入力し、５時間通電−
３０分遮断の繰返し通電の使用試験を行い、１００時間
、３００時間、５００時間、１０００時間をチエツクタ
イムとして各時間毎に、抵抗値の変化および電力供給端
子１３．１３近傍の温度変化を調べた。

抵抗値の変化はいづれのチエツクタイムであっても０時
間の場合に対して２〜３％の範囲であり、温度変化も、
いづれのチエツクタイムにおいても０時間の場合に対し
て１〜２％の範囲であり、これらの変化は測定誤差の範
囲と認められ、不具合を確認するに至らなかった。

なお、上記実施例では、円筒形基体１１を気相成長によ
りボロンナイトライドによって形成したので薄形、軽量
化が可能になるが、円筒形基体１１は気相成長法によっ
てボロンナイトライドにより形成することには限らず、
従来のように、アルミナなどを加圧成形して焼成したも
のであってもよい。

次に、本発明の第２の実施例について、第３図および第
４図にもとづき説明する。

本実施例で上記第１の実施例と異なるのは、導電膜１２
からなる発熱体の外表面を気相成長法により形成された
絶縁層２０で覆った点である。

上記絶縁層２０は、ボロンナイトライドなどのような絶
縁性セラミックスによって形成され、気相成長法により
コーティングされているもので、膜厚が約０．０８５ｍ
とされ、円筒形基体１１の軸方向に沿い長さ２３０■の
範囲に亘り形成されている。

このような第２の実施例の場合は、導電膜１２が絶縁層
２０で覆われるので、直接剥き出しにならず、導電膜１
２の表面に塵や埃が付着堆積するのが防止される。

したがって、これら塵や埃による赤外線の放射を阻害す
るような不具合が防止され、また導電膜１２が酸素と反
応して抵抗値が増大したり、温度が低下したり、導電膜
１２が破損する等の不具合が解消される。

さらにまた、導電膜１２が絶縁層２０で保護されるので
、取り扱い中に導電膜１２が傷を受けたり、表面が汚れ
る等の不具合も防止される。

なお、上記各実施例では、軟質導電金属１５を銅箔によ
り形成したが、これは白金、金、ニッケル、グラホイル
（商品名）などの金属であってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電力供給端子と導
電膜との間に軟質導電金属を介挿したので、この軟質導
電金属が締め付は力や熱膨脹差などを吸収し、電力供給
端子と導電膜との電気的接続を良好に保ち、接触不良や
導電膜および基体の損傷などを防止することができる。

図中ＩＶ−ＩＶ線の断面図、第５図および第６図は従来
の構造を示し、第５図はヒータの側面図、第６図は第５
図中Ｖ［−Ｖｌ線の断面図である。

１１・・・円筒形基体、１２・・・導電性発熱被膜、１
３・・・電力供給端子、１４・・・ねじ、１５・・・軟
質導電金属、２０・・・絶縁層。

コ １図はヒータの側面図、第２図は第１図中■−■線の断
面図、第３図および第４図は第２の実施例を示し、第３
図はヒータの側面図、第４図は第３出願人代理人　弁理
士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁性基体の表面に導電膜からなる発熱体を形成
   し、この導電膜を上記基体に取り付けた電力供給端子に
   接続した赤外線ヒータにおいて、上記導電膜と電力供給
   端子の間に軟質導電金属を介挿したことを特徴とする赤
   外線ヒータ。
2. （２）上記導電膜からなる発熱体は絶縁性基体の表面に
   気相成長法により形成したことを特徴とする第１の請求
   項に記載の赤外線ヒータ。