JPH0592991U - カートリッジヒータ群 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 熱板表面温度を区分的に検温したり、内部ヒ
ータの熱量調節をしたりすることをしないでも熱板表面
温度を均一にすることのできるカートリッジヒータ群ユ
ニットの提供。 〔構成〕 カートリッジヒータ単体の電気発熱量分布率
が、金属ケースの開口部から底部へ向かって順次１００
〜７０に区画的に設定され、該２本のカートリッジヒー
タの底部を対向状に直列させて１対とし、複対を並列さ
せて、外側列から中央列へかけての発熱分布比率を順次
区画的に１００〜３５に設定したカートリッジヒータ
群。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はカートリッジヒータ群に係り、特に熱影響を受けやすい集積回路基 板その他部材等の樹脂成形用金型の表面を均一に加熱することのできるカートリ ッジヒータ群に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来一般の樹脂成型においては、加熱板の上に金型を重ねて、加熱板の熱を金 型に熱交換によって移すという方法が講じられている。該加熱板には細いカート リッジヒータを複数本並列状に嵌装して加熱板を加熱する形式がとられている。 該加熱板に使用されるカートリッジヒータの一般的構造は、円柱状のマグネシア 焼結棒に抵抗コイルを巻着し、絶縁材を介して金属ケースの中に嵌装しており、 焼結棒を省略したものもあるが、抵抗コイルの巻密度は均一である。前記抵抗コ イルの巻密度が均一なヒータは、熱影響に敏感でない製品の成型には支障がない が、精密さを要求される集積回路基板等においては熱影響に敏感であるため、使 用上で支障が生じる。例えば前記巻密度が均一なヒータにおいては、ヒータの長 手方向における両端部は抵抗捐の影響で中央部より低温となりやすいから、この ヒータを熱板に使用すると金型表面に部分的な温度の高低が生じて粗悪品ができ る。これを解決するために、例えば実開昭５４−１０１５３９号、実開昭５７− ７６３９４号などでは、ヒータの長手両端部分の抵抗コイルの巻密度を中央部よ り両端部分で多くしてヒータ全域の発熱温度を均一にする技術が開示されている 。また特開昭５３−１１３２８号においては、ヒータ中に独立した複数の発熱体 を収装して、外部から該独立した発熱体をそれぞれ個別にスイッチ切替えをして 温度調節をする技術が開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記周面が均一となるヒータは、単体で使用して該ヒータの直上部（直下部） においては均一の加熱温度を得ることができるが、このヒータを複数本使用する 場合には熱板の中央部位が周縁部よりも高温になるという難点がある。また前記 したヒータの中に独立した発熱体が複数個収装されているヒータにおいては、各 発熱体ごとの温度調節をすることができる利点はあるが、このヒータの複数個を 一つの熱板に装着した場合、熱板の表面を区画的に検温してその検温値に基づい て各ヒータの中の各独立発熱体の温度を制御しなければならない。このため極め て煩雑であるばかりか、ヒータ自体が複雑な構造をもち、製作上でコスト高とな り、かつ配線スイッチ、検温器等の余計な部材を必要とするという難点がある。 この考案は前記従来技術における難点を解決し、集積回路基板等熱影響を受けや すい成形品の加熱板に適したカートリッジヒータ群を提供することを目的として 開発されたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は前記課題を解決するために、電気発熱体の巻密度が密、粗部を有す るように螺旋状に巻回されて筒状金属ケースに嵌装され、前記電気発熱体の巻密 度は、金属ケースの開口部から底部に向かって順次粗くなるよう少なくとも３区 画以上に区画されて一連に形成され、該区画における電力分布比率が電気発熱体 の巻密度の密部分から粗部分に至るに従って順次１００〜７０となるように区画 的に設定されてカートリッジヒータ単体が形成され、前記カートリッジヒータ単 体は２個一対として外底面を対向状として同軸上に直列配列され、該一対のカー トリッジヒータが複数対平行に並列配設され、カートリッジヒータ列の外側列か ら中央列にかけての各列における電力分布比率が１００〜３５となる如く設定さ れてユニット構成されたことを特徴とするカートリッジヒータ群、という技術的 な手段を講じた。

【０００５】

【作用】

上記のように構成されたこの考案は次のような作用を有している。

【０００６】 ヒータの構成が、その電気発熱体の巻密度をヒータの長手方向において少なく とも３区画以上に密、やや密、粗の如く、区画設定され、電力分布比率が密部か ら粗部にかけ順次１００〜７０になるように設定されているため、例えば前記区 画が３区画の場合にはヒータとしての周面温度は長手一端部から他端部にかけて １００、８５、７０の割合で区画的に差違がある。前記区画が５区画の場合には 、１００、９２．５、８５、７７．５、７０の割合で区画的に差違があるもので ある。このようにこのカートリッジヒータは一本でその長手方向において区画的 に温度差があるものであり、その最大温度差は３０％にも達しているから、単体 で使用すると熱板の表面温度は著しく変わるから粗悪品が発生するが複数で使用 すると熱影響の大きな成型品に適したヒータとなり、熱板の表面を均一温度にす ることができる。その使い方は前記した通りである。

【０００７】 すなわち、同一熱量のカートリッジヒータ単体を２本一対として、その外底部 を対向させて軸線上に直列させて一対とした。この一対のヒータの熱量の異なる 対を複対並列させて、熱量の差を外側列から中央列にかけて順次１００〜３５の 割合に変化させた。その結果、複対を例えば５対とすれば、並列５対間の最大熱 量比が１００、６８、３５、６８、１００の割合となり、これを熱板に装着した とき熱板表面の周縁部の熱量割合は１００、８５、７０、７０、８５、１００、 ６８、３５、６８、１００、８５、７０、７０、８５、１００、６８、３５、６ ８のように差が生じる。また中央列の対においては、長手方向の一端から３５、 ２７、２５、２５、２７、３５の熱量割合となる。このように、カートリッジヒ ータ群だけの場合をみると、熱量分布に大きな差が生じ、最大と最小では熱量割 合が１００：２５となり著しい差違を示すが、このユニットを熱板に組み込むと 熱板の表面温度は均一化されるものである。

【０００８】 すなわち、この熱板に装着されたカートリッジヒータ群において、外側列の一 対のヒータ部分は縦方向において熱量が１００、８５、７０、７０、８５、１０ ０となっていても熱板の温度は熱伝導によって均一化される。これは熱移動が温 度差のある限り高温部から低温部へ移動するためで、実際には熱板に対して部分 的に１００〜７０の温度差で加熱しているが、部分的に温度差がある加熱を受け た熱板自体では、高温部の熱が低温部へと熱伝導して平面上で均一化する。加え て、外側の列と中央の列のヒータ対は１００〜３５の差があるため、同様に外列 部分の高熱が中央部へと移動して、熱板全体の平面上の表面温度が均一化される ものであり、均一になった後は安定する。

【０００９】 これに対して、周面温度が均一なヒータを使用した場合には、ヒータによる均 一の温度で熱板が加熱されるから、熱板の平面上の表面は均一に加熱される。と ころが、均一の熱補給に対して、熱板の平面においては空間ないし金型に向かっ て放熱されるため、放熱に対して給熱量が少ない熱板周縁部の温度はどんどん降 下するから、結局熱板の平面的表面温度は均一化されない。

【００１０】 このように、この考案においては、カートリッジヒータ単体の発熱分布を長手 方向で３区画以上に違差させて、長手方向において３０％もの差を形成したこと によって、熱板表面を平面上で均一温度に保持させることができる。また発熱量 の差のある複数のカートリッジヒータ対を並列させ、外側列から中央列にかけて の差を１００：３５に設定してユニット化したことから、熱板の四隅部での発熱 量最大１００に対して熱板の中央部ではわずか２５％の配分となるがこれでも熱 板表面を均一に保温することができるものである。

【００１１】

【実施例】

以下この考案の実施例を図面に基づいて説明する。第１図はカートリッジヒー タの縦断正面図、第２図は縦断側面図である。カセットヒータ１０は焼結棒２に 電気発熱体５を巻回した状態で金属ケース１内に絶縁状に収嵌されている。前記 焼結棒２は耐熱性の電気絶縁性無機質材、例えばマグネシア粉末を棒状に焼結し たもので、第２図に示すように、内部に長手方向へ長く金属端子棒３，３’が２ 本装設されており、その１本には電気発熱体５の巻初め端部、他の１本には電気 発熱体５の巻終わり端部がそれぞれ接続されている。

【００１２】 前記金属ケース１は有底の細長円筒体であり、外底面１４の方を先方にして第 ３図に示すように熱板１１の嵌装孔１３に挿入嵌装させるものである。

【００１３】 前記電気発熱体５のコイル部分４は金属ケース１の開口部の方から順次コイル 巻密度を密部６、稍々密部７、粗部８というように少なくとも３区画以上に区画 的に巻回密度を変化させてあって、該巻回密度の差は、電力分布比率が、巻回密 度の大きな方から順次１００〜７０と区画状になるように構成されている。すな わち第１図においては３区画なので、右方から順次１００、８５、７０の電力分 布比率となる。この巻回密度の区分が５区画ならば、電力分布比率も１００、９ ３、８５、７８、７０となる。

【００１４】 以上の構成からこのカートリッジヒータ１０は金属端子棒３，３’に通電する とヒータ１０の周面温度の分布は第１図のヒータにおいては右側から順次１００ 、８５、７０の差による温度分布となるもので、第１図のヒータにおいて、右端 部と左端部では温度差が３０％も生じるという特徴を有している。従って、かか るカートリッジヒータ１０を単独で使用したり、複数個を並列状に熱板に装着し た場合には、熱板の表面温度が均一にならずに部分的に著しく温度が違差するの で、成型金型用には使用することができない。

【００１５】 そこで、熱板用にカートリッジヒータ群９としてユニット化することが望まし いので、カートリッジヒータ群９として第３図ないし第４図について説明する。 第３図においては、同種のカートリッジヒータ１０，１０を２本一対とし、外底 面１４，１４を対面状にして同軸線上に直列して熱板１１の嵌装孔１２，１３に 嵌装させてある。この第３図に示す状態において一対のカートリッジヒータ１０ ，１０の電気発熱体の巻回密度区画は３区画なので、電力分布比率は端部から１ ００、８５、７０、７０、８５、１００となっている。従って両カートリッジヒ ータ１０，１０の金属端子棒３，３’に通電をすると、両カートリッジヒータ１ ０，１０の発熱量は区分的に１００、８５、７０、７０、８５、１００の割合に なるが、熱板１１の表面温度は、その長手方向において均一化される。従って細 長い熱板１１なら、この一対のカートリッジヒータ１０，１０で表面温度は均一 化される。

【００１６】 次に第４図は一対のヒータを熱板１１の幅方向に複数列配設する場合を示す。 この場合、各列のカートリッジヒータ１０が同一種類ではなく、外側列Ａ，Ａか ら中央列Ｃに至るに従って、順次ヒータの発熱量比率が１００〜３５になるよう に設定されている。すなわち、第４図における各縦の一対は、密部７（８）、稍 々密部８（８’）、粗部８’（８”）の電力分布比率が１００、８５、７０の割 合になっているが、横列間の対比においては、外側列Ａ，Ａから中央列Ｃにかけ て１００〜３５の割合に減じているので、第４図におけるヒータ群９…の平面的 な発熱量比率を示すと、下記のような率となる。

【００１７】 Ａ列、100, 85, 70, 70, 85, 100。 Ｂ列、 68, 57, 47, 47, 57, 68。 Ｃ列、 35, 28, 25, 25, 28, 35。 Ｂ列、 68, 57, 47, 47, 57, 68。 Ａ列、100, 85, 70, 70, 85, 100。

【００１８】 これが６列の場合は、下記のような率となる。

【００１９】 Ａ列、100, 85, 70, 70, 85, 100。 Ｂ列、 68, 57, 47, 47, 57, 68。 Ｃ列、 35, 28, 25, 25, 28, 35。 Ｃ列、 35, 28, 25, 25, 28, 35。 Ｂ列、 68, 57, 47, 47, 57, 68。 Ａ列、100, 85, 70, 70, 85, 100。

【００２０】 このように、区分配列の平面四隅部において１００なのに対して、中央部では ２５という著しい減少をを示しているが、加熱による熱板１１の表面温度は均一 になるものである。このようにカートリッジヒータ群９は総発熱量の異なったヒ ータを前述のように組合わせることによって熱板に対して区分的に差違のある加 熱をするものであるが、結果的には熱板表面温度を均一に維持することができ、 特に面上検温、スイッチ切替等温度調節をしないでよいという特段の効果がある 。

【００２１】

【考案の効果】

この考案は次のようなすぐれた効果を有している。

【００２２】 （１）カセットヒータは、その長手方向において電力分布比率を１００〜７０ となるように構成したためヒータの周面温度が開口部から底部分へかけて１００ 〜７０の割合となる特殊な構成となったが、このカセットヒータ単体を２本一対 とし、外底面を対面させて同軸上に直列状として熱板に嵌装すると、熱板の表面 温度はヒータの直上部、直下部おいて均一化させることができるという効果があ る。

【００２３】 （２）カセットヒータ群は、前記電力分布比率が１００〜７０となるカセット ヒータ２本を各外底面を対面させて同軸上に直列状に配して一対とし、該一対の ヒータを複数個並列させて、並列された複数列のヒータの発熱量が、外側列から 中央列にかけて１００〜３５の電力分布比率となるように構成してユニット化し たため、このカセットヒータ群は平面的に見ると、各部位における並列方向の外 側から中央列へかけての発熱量が１００〜３５で平面的な最大差は１００〜２５ という著しい差違があるが、熱板に装着すると熱板の表面温度を均一に維持させ ることができる効果があり、すなわち、熱影響を受けやすい集積回路基板等の成 型金型の加熱に適している。

【００２４】 従って従来のように金型の平面全域の検温をしてヒータの温度を調節するとい う煩雑さが解消された。またヒータは単にコイルの巻回密度を変化させて数種類 作るだけであり、構造そのものは単純であるので、コストに影響がなくしかも熱 板等は従来品をそのまま使用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】カセットヒータ単体の縦断正面図である。

【図２】カセットヒータ単体の縦断側面図である。

【図３】カセットヒータを１対とした状態を示す縦断正
面図である。

【図４】カセットヒータ群を熱板に装着した状態を示す
横断平面図である。

【図５】熱板の斜視図である。

【符号の説明】

１ 金属ケース ２ 焼結棒 ３、３’ 金属端子棒 ４ コイル部分 ５ 電気発熱体 ６、６'、６" 密部 ７、７'、７" 稍々密部 ８、８'、８" 粗部 ９ カートリッジヒータ群 １０ カートリッジヒータ １１ 熱板 １２、１３ 嵌装孔 １４ 外底面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 3/20 ３９８

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼結棒に電気発熱体を巻密度が密、粗部
   を有するように螺旋状に巻回して筒状金属ケース内に嵌
   装され、前記電気発熱体の巻密度が、金属ケースの開口
   部から底部に向かって順次粗くなるよう少なくとも３区
   画以上に区画されて一連に形成され、該区画における電
   力分布比率が電気発熱体の巻密度の密部分から粗部分に
   至るに従って順次１００〜７０となるように区画的に設
   定されてカートリッジヒータ単体が形成され、該同じ熱
   量設定のカートリッジヒータが２個一対として各ケース
   の外底面を対向状として同軸上に直列配列され、該一対
   のカートリッジヒータが複数対平行に並列配置され、カ
   ートリッジヒータ列群の外側列から中央列にかけての各
   列における電力分布比率が順次１００〜３５となる如く
   設定されて一つのユニットに構成されたことを特徴とす
   るカートリッジヒータ群。