JPH0449231B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、板を加熱するための電気加熱体に関
する。この電気加熱体は少なくとも１個の絶縁性
の表面層を備えた表面層を有し、前記表面層上に
は表面層の材料への所々の埋設により加熱コイル
を固定してあり、加熱コイルのその他の部分即ち
加熱コイルの長手方向に相互に間隔をあけて配設
された前記表面層上の各固定位置の間の部分は自
由にしてあり、加熱コイルには埋設固定用部分と
して所々に突出する変形部を設けてある。

西ドイツ公告公報第2729929号から、加熱コイ
ルが板状の絶縁担持部の表面にある放射状に延び
る隆起部内或いはリブ内に間隔をおいて埋め込む
ことによつて、加熱コイルを板状の絶縁担持部に
らせん状に固定する電気加熱体が公知になつた。
この実施形が非常に価値のあることは証明され
た。しかしながらこの実施形では絶縁担持部が加
熱コイルを固定する前は予めプレス加工されてい
なければならず、従つてより多くの作業工程が必
要である。

西ドイツ公開公報第2339768号からは、後で絶
縁物質内に差し込まれるヘヤピン状に曲折された
ピンにより加熱コイルが保持される電気加熱体が
公知になつた。この固定方法は不安定でありまた
製造の際に作業費用が非常にかかる。

米国特許公報第3612828号から、波形に曲折さ
れた薄板条片から成る加熱体を似たように固定す
る方法が公知になつた。この場合はＵ形に曲がつ
た薄板あぶみ状体或いはワイヤあぶみ状体が絶縁
担持部を貫いて差し込まれクリツプで固定され
る。

西ドイツ公開公報第2551137号から、加熱伝導
体が曲折する形状に押抜き加工され軸に巻きつけ
られた帯状部から成り、この帯状部が薄い絶縁担
持板を貫いて差し込まれて担持板の下で曲げられ
る装着された突出条片を有する放射加熱体が公知
になつた。帯状部から成る熱伝導体は、打抜き加
工とにより多くの屑が出るためにワイヤから成る
加熱コイルと比べて製造上不利であるばかりでな
く、その耐摩耗性に問題がある。

本発明の課題は、容易に製造可能な電気加熱体
であつて、加熱コイルを確実にまた部分的過熱の
危険性を少なくして絶縁体に固定する電気加熱体
を作ることである。

この課題は本発明により、加熱コイルが所々
に、絶縁体の物質内に埋め込まれた突出する変形
部を有することによつて解決される。変形部は有
利には、軸線方向に相互に間隔をおいて設けられ
たコイルの一側方に曲折された巻回から成り、そ
の際特にそれらの巻回のそれぞれがコイル態様の
残りの部分から突き出している。それによつて形
成される「小足部」は相互に軸線方向に間隔をお
いて位置し平らなないしは形づけされていない絶
縁体の表面の中へ押し込まれ、一方、加熱コイル
の残余の部分は実際上自由であり埋め込まれずに
この表面上に延びている。このことは、以下にな
お説明するプレス加工過程の間に加熱コイルが表
面等で形成されそれによつて加熱コイルは側面の
安定性も良くなるが、絶縁体の物質がコイルの下
側ワイヤを越えてこちら側まで達しワイヤを取囲
んでしまうことが避けられるということである。

特に有利な実施形は、加熱コイルを担持する表
面ないし表面層が有利には含浸することによつて
或いは硬化させることによつてそこ以外の絶縁体
より機械的に堅固でありまた熱伝導性がより良い
ものである。機械的補強により、一方では絶縁体
における「小足部」の支承効果が改良され、他方
絶縁体がその他に運搬及び組立に対して影響され
ないように構成される。またそれ以外の絶縁物質
は機械的により堅固でない物質から成り、この物
質はそれに応じてより高い熱絶縁性を有すること
ができる。更に幾分肉厚な表面層によつて熱がコ
イルの変形され埋め込まれた部分から良く伝導さ
れるので、過熱によりワイヤが焼け切れるような
熱のせきとめがここで起こることがない。

電気加熱体を個数も多く容易に製造するために
有利な製造方法に従つて、加熱体の組込み構造で
加工具内に設けれらた加熱コイルが有利には桟状
のポンチによつて所々に変形部を有するようにす
ることができる。そして、加熱コイルが加熱コイ
ルのための支承部を備えたプレス加工具部分の中
に、少なくとも変形部がプレス加工具部分の面上
に突出するように嵌め込まれ、ゆるい形態で、即
ちまだ最終形状に圧縮されないうちに場合によつ
ては個々の層においてプレス加工具の中に入れら
れた絶縁物質が変形部を同時に押し込みながらプ
レスにより圧縮固化される。このプレス加工は乾
燥状態で行うことができるので、その後の乾燥過
程が省略される。

プレス加工の後に有利に、加熱コイルを担持す
る表面ないし表面層を硬化する物質、有利にはシ
リカゾルで含浸することができる。それによつて
上記の機械的により堅固で熱伝導性のより良い表
面層が生まれる。硬化の領域を表面層に限定する
ために有利には、含浸すべき表面層を親水性の絶
縁物質からそしてその下に位置する絶縁層を比較
疎水性の絶縁物質から構成することができる。し
かしながら、表面層用の絶縁物質にたとえば熱で
硬化する硬化可能物質を先に付加することも可能
である。この場合最初の試験加熱で加熱コイル自
体が、硬化するのに使われる熱を発生するため、
加熱コイル付近での硬化を累進的に強化すること
ができる。

本発明の別の長所及び特徴が図面に関連する実
施態様項と説明から明らかである。加熱体の実施
例と製造経過の概略を図面で示し、以下に詳細に
説明する。

第１図及び第２図に示された電気幅射加熱体１
１は、薄板から成る担持鉢状部分１３内に設けら
れた絶縁体１２を有する。加熱体は、図示されて
いないばねによりガラスセラミツク板１４の下側
面に押圧されている。しかしながらこの加熱体は
他の板たとえば金属板或いは単一調理板を加熱す
るためにも使用可能である。絶縁体１２は２つの
層から成り、その１つは耐熱性で非常に絶縁性の
高い絶縁物質から成る絶縁層１５であり、もう１
つは高耐熱性であるが絶縁層１５より機械的に堅
固であつてまた幾分熱伝導性の高い絶縁物質から
成る表面層１６である。この機械的により堅固な
物質から成る表面層１６が隆起縁部１７′をも構
成し、これによつて絶縁体１２が損傷からより良
く保護される。縁部１７′に比して凹んだ位置に
ありそれによつて鉢状凹部を形成する絶縁体の表
面１７上に加熱コイル１８が設けられている。加
熱コイルは二重らせんの形状に設けられているた
め（第１図）、外周領域における両コイルの接続
がし易い。

加熱コイル１８は丸い抵抗体ワイヤから成る円
形コイルであり、このコイルは第３図〜第５図か
らわかるように複数の変形部１９を相互に間隔を
おいて有する。通常のホース状即ち円筒形のコイ
ルの形態から一側方に各一個づつの巻回が外方に
突出し、それが部分的に通常のコイルの形態から
外側に外れている。その際２個の隣接する巻回が
共にやや押しつぶされている。

変形部１９は、一点鎖線２０で示されるよう
に、平面図では加熱体上（第１図）放射状の位置
に配置される。変形部１９は絶縁体の物質の中に
より詳しくはその表面層１６の中に埋め込まれ
る。即ち変形部は絶縁物質により完全に密着囲繞
され、形状一体的に絶縁体内で固定される。他の
特に変形されていない加熱コイル１８の巻回は絶
縁体の表面１７上に本質的に自由に位置し、これ
らの巻回は第３図に示すように、表面の中に少し
だけ押し込まれるが、絶縁物質によつて完全には
囲繞されないようにするとこができるので、これ
らの巻回がその中に生じる熱をよく輻射すること
ができる。

少なくとも下方部分では埋め込みのために、熱
が変形部１９から直接には逃げない。熱の一部は
熱伝導により抵抗体ワイヤを通じて導かれる。し
かし熱の主要部分は熱伝導により表面層１６から
導き出される。そのためには加熱コイルの変形部
が１つの巻回のみから構成されているのが有利で
あり、これはそうすることにより導かれるべき熱
が非常に僅かになり、よく分配され得るからであ
る。しかしながら、たとえば負荷を小さくした加
熱コイルは数個の巻回を変形して埋め込むことが
可能であろう。

第６図〜第８図には、加熱コイルの変形部の製
造法が示されている。そのためには、普通に巻付
けをし、続いて適当な長さにまで引つ張つて形を
変えてリードをつけることによつて作られた加熱
コイルを、第１図で示した二重らせんの形を有す
る加工具下方部分２２の溝２１の中に嵌め込む。
加工具上方部分２３が、第１図の一点鎖線２０に
相応して放射状に設けられた桟状ポンチ２４を担
持する。面取りした刃先を有するこれらのポンチ
２４は加工具下方部分２２の対応する凹部２５の
上にある。コイル挿入後に（第７図）加工具の上
方部分２３が下げられ、ポンチ２４が加熱コイル
の２つの巻回の間に押し入りこの巻回を第３図〜
第５図に表されたように変形する。

その後、準備された加熱コイル１８が変形部１
９をそれぞれ上方に向けて下方のプレス加工具部
分２６の中に嵌め込まれ、そこで予定されたらせ
ん形に支承部をなす溝２７の中に固定される。可
動なプレス加工具上部２８と共にプレス加工具全
体が、完成した絶縁体に対応する型を取り囲む。
プレス加工具上部２８を外へ出したときに、始め
たまだ後の絶縁体の数倍の容積をもち後に所望の
層に合つた層をなす絶縁物質が、まだ最終形状に
圧縮されないばらばらの形態で空所に入れられ
る。絶縁物質がたとえば基礎物質として、たとえ
ばアエロジル（Aerosil）の名でデグサ社
（Degussa）から販売されているような発熱性の
珪酸を有し、更にたとえば酸化チタン、酸化鉄、
煤或いは耐熱性のある何かの色素のように赤外線
を吸収するための乳白剤を含んでもよい。また補
強繊維としてたとえばアルミニウム珪酸塩繊維な
どのセラミツクフアイバーを用いることができ
る。特に型の中の後に表面層１６となる下方層
が、加熱すると表面層の硬化が起こるたとえば高
溶解性の溶融ガラスなどの添加硬化剤を有するこ
とが可能である。何かの金属酸化物も添加硬化剤
として利用できる。

型を閉じる際に絶縁体がその最終的な形にプレ
スされ、それと同時に変形部１９が絶縁物質中に
押し込まれ、そこに埋め込まれる。即ち囲繞さ
れ、周囲からプレスされる。らせんの残りの上表
面は加工具の表面として働き、またプレス過程の
際には、たとえば溝２７の溝底内部に通気孔２９
を設ける際に型の容易な通気を可能にするという
長所をも有する。有利には、種々の絶縁物質から
成るいくつかの層を混入することによつて得られ
る多層の構成であるにもかかわらず唯一の作業工
程で絶縁体をプレス処理することができる。しか
しながら、たとえば種々の層を異なつた強さでプ
レスしなければならない場合には、層毎にプレス
加工することもまた可能である。

表面層に添加硬化剤を含む絶縁体ではそれによ
つて絶縁体が完成されている。絶縁体はあとはた
だ加熱によつてたとえば表面にある加熱コイル１
８に電流を通すことによつて硬化する。機械的に
より密であり、より熱伝導性の良い表面層１６
は、絶縁物質を適当に構成することによつて後処
理をしなくても製造可能である。しかしながら特
に有利なのは、型からプレス加工品を取り去つた
後に、所望の特性を伴う物質で表面の処理を行う
ものである。たとえばシリカゾル、コロイド状の
二酸化珪素を均等に噴霧することができる。それ
の代わりにないしは付加的に、たとえば噴霧ノズ
ルを適当な固定個所に設けることによつて、加熱
コイル１８の変形部１９の周囲に目的の処理を行
うことも可能である。それによつて、それ以外に
絶縁体の絶縁性に著しい影響を及ぼすことなく、
所望の機械的堅固さとより良い熱伝導性を固定領
域内で達成することができる。

含浸物質を深く浸透させることなくよく分配す
るためには、シリカゾルが通常は水の中でかさを
増すので、表面層１６が親水性即ち吸水性をもた
なければならない。しかしながらその下方に位置
する絶縁体１５は、物質が絶縁体１５の中には浸
透しないように、また熱絶縁能力を減少させない
ように、疎水性でなければならない。発熱性の珪
酸は通常は親水性であり、絶縁体１５の疎水性は
シリコン処理によつてたとえばシリコングループ
の積層により得られる。

プレス加工、特に幾つかの層を共にプレス加工
する際には内部の結合が起こるので、これらの層
は相互に分離しない。

本発明によれば加熱体特に輻射加熱体が十分に
自動的に製造可能である。変形された加熱コイル
はすべての外部の導線を備え、その後固定部を含
む絶縁体全体が一つの作業工程で製造可能であ
る。種々の絶縁混合物を層状に連続させることに
より所望の適用状況に合わせることができる。た
とえば最上層は電気的高絶縁安定性と高い輻射性
とを結びつけなければならない。そのときこのよ
うな層はたとえば、Al₂O₃を添加した乳白剤とし
て二酸化チタンを含む。より下の層は、最も高い
熱絶縁性に合わせて、しかも同時に求められる安
い費用で作ることができる。

記載の加熱体は特に表面補強部によつて、担持
盤で被われていない領域全体において、加熱体が
空気の湿度に対して不感であることと冷却状態で
も非常に良い電気的絶縁抵抗体を有するという長
所をもつ。加熱コイルは記載の加工具による他
に、機械にそれぞれ数個の巻回がなお通常に巻付
けられその後片側に位置ずれした或いは拡大され
た一つの巻回が作られることによるプログラム巻
きによつても製造可能である。片側の変形部は最
も容易に製造可能であることと熱工学的な固定要
求に最も適しているという長所を有するが、突出
部をより大きな直径の一周する巻回の形状で製造
しあるいはたとえば変形部を一方の側にのみ引つ
張つて変形させ、巻回の残りの部分をコイルの構
造全体の中に置いて、変形された巻回が腎臓形の
形状を有するようにすることもできる。加熱コイ
ルのプログラム巻きの場合は変形部を同様に適当
に傾斜をつけて作ることができるので、ブロツク
に巻きつけたコイルを従来行つたように引つ張つ
て変形させることがない。コイル断面形を丸くす
る代わりに別の形状たとえば随円形あるいは平ら
な形にしてもよい。丸いワイヤコイルからの成形
はたとえば、変形部を作つたのと同じ成型加工具
で行えばよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気加熱体の平面図、第２図は加熱体
及びガラスセラミツク板の一部の断面図、第３図
は第２図の円を拡大した断面図、第４図は加熱
コイルの側面図、第５図は加熱コイルの部分の透
視図、第６図は加熱コイルを変形させるための加
工具の詳細断面図、第７図、第８図は第６図の線
−の平面で切断した２つの異なる作業段階で
の断面図、第９図はその中において加熱体がプレ
ス加工されるプレス加工具の断面図。 図中の参照数字は、１２…絶縁体、１７…表
面、１８…加熱コイル、１９…変形部、２２，２
３…加工具、２４…ポンチ、２６…プレス加工具
部分、２７…支承部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 板１４を加熱するための電気加熱体であつ
   て、少なくとも１個の絶縁性の表面層１６を備え
   た絶縁体１２と、前記表面層上に表面層の材料へ
   の所々の埋設により固定された加熱コイル１８と
   を有し、加熱コイルの前記表面層１６上の各埋設
   固定位置の間に位置する残りの部分は自由にして
   あり、加熱コイル１８には埋設固定用部分として
   加熱コイルの長手方向に相互に間隔をあけて配設
   された所々に突出する変形部１９を設けた電気加
   熱体において、変形部１９は一つの連続したコイ
   ルの長手方向に相互に間隔をおいて一側方に突出
   している巻回から形成してあり、これらの変形部
   １９はコイルの巻回の一般的な形状を保持してお
   り、表面層１６の材料によつて密着囲繞されるこ
   とにより表面層１６の下側へははみ出さないよう
   に埋設されていることを特徴とする電気加熱体。 ２ 変形部１９はそれぞれ、加熱コイルの前記残
   りの部分から外へ突出した一つの巻回から成るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１に記載の電気加
   熱体。 ３ 加熱コイル１８はらせん状であり、変形部１
   ９が絶縁体１２上に本質的に放射状に位置するよ
   うに設置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲１または２に記載の電気加熱体。 ４ 絶縁体１２は相互にプレス接合された数個の
   絶縁層１５と表面層１６とから成ることを特徴と
   する特許請求の範囲１〜３の何れか一に記載の電
   気加熱体。 ５ 表面層１６または表面層の加熱コイルを担持
   する側の表面１７は、含浸または硬化により絶縁
   体の他の部分より機械的により堅固でかつ熱伝導
   性をより良くしたことを特徴とする特許請求の範
   囲１〜４の何れか一に記載の電気加熱体。 ６ 機械的により堅固にする部材が特に変形部１
   ９の埋設領域内に設けてあることを特徴とする特
   許請求の範囲５に記載の電気加熱体。 ７ 含浸される表面層１６が親水性の絶縁物質か
   ら成り、その下に位置する絶縁層１５が疎水性の
   絶縁物質から成ることを特徴とする特許請求の範
   囲５または６に記載の電気加熱体 ８ 表面層１６または表面層の加熱コイルを担持
   する側の表面１７が特に変形部の埋設領域内に熱
   硬化性物質を含むことを特徴とする特許請求の範
   囲５または６に記載の電気加熱体。 ９ 加工具２２，２３内に組み込まれた加熱コイ
   ル１８に桟状のポンチ２４によつて所々に変形部
   １９を作成し、この加熱コイル１８をプレス加工
   具部分２６が備える加熱コイル支承部２７の中
   に、少なくとも変形部１９がプレス加工具部分２
   ６の面から突出するように嵌め込み、プレス加工
   具部分の中に絶縁物質を一層又は多層にして入
   れ、プレス加工により絶縁物質の表面に変形部１
   ９を圧入する一方、圧縮硬化した絶縁体１２を形
   成することを特徴とする板を加熱するための電気
   加熱体の製造方法。 １０ 表面層１６または表面層の加熱コイルを担
   持する側の表面１７にプレス加工の後に、硬化す
   る物質を含浸させることを特徴とする特許請求の
   範囲９に記載の製造方法。 １１ 絶縁物質の中に熱硬化性物質を混入し、表
   面層１６はまた表面層の加熱コイルを担持する側
   の表面１７の硬化を加熱コイル１８自体の通電加
   熱により行うことを特徴とする特許請求の範囲９
   に記載の製造方法。