JPH06290917A

JPH06290917A - 溶射発熱体の製造法

Info

Publication number: JPH06290917A
Application number: JP5077092A
Authority: JP
Inventors: Nobuyori Bessho; 信頼別所; Shuhei Nakahama; 修平中浜; Yoshikazu Murata; 好和村田; Toshiyuki Koya; 敏行小屋; Kazuya Kobayashi; 和也小林; Junichi Takeuchi; 純一竹内; Masaya Kumakawa; 雅也熊川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】抵抗値の管理を容易にし、精度を向上する。【構成】基材（アルミニューム板１）の表面に、パタ
ーンＰに対応した溝２を刻設して下地皮膜１０、絶縁体
皮膜１１及び発熱体皮膜１２を溶射し、溝２の内部に発
熱体皮膜１２が残るように研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通電することに発熱さ
せる溶射発熱体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気抵抗発熱体の抵抗値は設計上、最も
重要な要素であり、この抵抗値は、抵抗体の断面積に反
比例するため、溶射により発熱体を製造する場合にも、
設計値どおりの膜厚と幅とを溶射することが非常に重要
になる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から任意の幅に溶
射するために、マスキングが用いられている（例えば、
実開昭５８−１２０５９７号公報による電気調理器具や
特公平２−５６４２５号公報による天然砂鉄を用いた面
発熱皮膜の形成方法など）。しかし、マスキングにより
任意の幅に溶射された皮膜では、マスク自体の厚さによ
り、被溶射材の表面に生じるガスの乱流、被溶射物体の
形状に起因する局所的な溶射条件の変化などが原因とな
って溶射粒子の堆積が不均一となり、皮膜の幅と特に膜
厚の管理に限界が生じる。特に皮膜の幅が狭くなるほ
ど、膜厚の管理が困難になる。

【０００４】したがって、従来のマスキングを利用する
と、皮膜の抵抗値を一定にすることが困難になる。ま
た、マスクの材質も、耐熱性で剛性をもつ材料に限定さ
れるので、使い捨てにすると材料コストがかかり、再利
用すると付着した皮膜を剥離するための加工コストがか
かり、溶射加工全体がコストアップする原因となる。

【０００５】本発明は、従来技術では困難である数μｍ
オーダでの発熱体皮膜の膜厚管理による抵抗値の管理を
容易にし、溶射加工全体に要するコストを低減した溶射
発熱体の製造法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による製造法は、
導電性基材の表面にあらかじめ任意の深さと任意の幅の
溝を刻設しておき、この溝に対し導電性材料を溶射した
のち、その溶射した導電性材料の皮膜表面を研磨加工
し、溝の内部にだけ前記皮膜を残し膜厚を任意に決定し
た導電性皮膜で前記基材に抵抗体を形成することを特徴
としている。

【０００７】なお、基材及び溶射発熱体の各層の熱膨張
率の差は層間に傾斜組成を行うことにより剥離防止とな
る。

【０００８】

【作用】本発明の溶射発熱体の製造法において、基材が
導電性である場合には、発熱体の幅で深さが発熱体の厚
さより数割大きい（この深さは製品の使用により決定す
る）溝を切削、エッチング、レーザ、放電等により刻設
し、この溝に、下地皮膜（必要な場合）、絶縁体皮膜、
発熱体皮膜の順に、発熱体皮膜が設計の膜厚以上になる
まで溶射したのちに、不必要な皮膜を研磨加工で除去す
ることにより、発熱体皮膜を数μｍ単位で管理し、抵抗
値を再現性良く高精度で管理する。又、発熱の時その層
が基材内部であるため放熱が小さくなる。なお、必要に
応じ、発熱体皮膜の上に絶縁皮膜を溶射又はテフロン等
で加工する。

【０００９】また、基材の表面が絶縁体である場合に
は、刻設した溝に、導電性材料を満たされるまで溶射し
たのち、溝の中以外の不必要な被膜を研磨加工で除去す
る。

【００１０】これらの加工により、抵抗値の管理が容易
になり、精度も向上する。また、マスクによらないの
で、コストダウンとなる。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】図１及び図２に示すように、基材であるア
ルミニューム板１に、発熱体皮膜のパターンＰを残し
て、図示しない有機系の塗料を塗る。次いで、この塗料
を塗ったアルミニューム板１を塩酸中で均一に腐食さ
せ、パターンＰに対応した溝２を例えば約２００μｍの
深さにエッチングする。

【００１３】次いで、基材１の表面にアルミナグリッド
によりブラストし、例えは厚さ５０μｍのＮｉ＋Ｃｒ合
金の下地皮膜１０、例えば厚さ３００μｍのＡｌ₂Ｏ₃
の絶縁体皮膜１１及び例えば厚さ２００μｍのＮｉ＋Ｃ
ｒの発熱体皮膜１２を順にプラズマ溶射する。

【００１４】最後に表面を研磨加工し、発熱体皮膜１２
のパターンＰが完全に現れるまで、すなわち、図２にお
いて厚さｔを研磨して完了する。この状態で、発熱体皮
膜１２のパターンＰは、絶縁体皮膜１１の中に保持され
ている。

【００１５】この発熱体皮膜１２の両端に端子１３、１
４を取付け、抵抗器１５により、両端子１３、１４間の
抵抗値を測定したところ、１０枚の基板１の抵抗値の変
動は、プラス・マイナス５％の高精度の結果が得られ
た。

【００１６】図３ないし図５には本発明により得られた
溶射発熱体の別の実施例が示されている。この発熱体
は、例えば外径Ｄが３４ｍｍ、長さＬが１ｍのステレン
ス管３に、例えば深さ０．３ｍｍ、幅１０ｍｍの溝４
を、両端部に、間隔Ｄ（例えば５ｃｍ）で３条、中央部
に、間隔Ｄ１（例えば１０ｃｍ）で３条を刻設する。次
いで前記と同様にして図４に示すように、例えば厚さ５
０μｍのＮｉ＋Ｃｒ合金の下地皮膜１０、例えば厚さ３
００μｍのＡｌ₂Ｏ₃の絶縁体皮膜１１及び例えば厚さ
１２０μｍのＮｉ＋Ｃｒの発熱体皮膜１２を順次溶射す
る。最後に図５に示すように、発熱体皮膜１２の膜厚が
例えば１００μｍになるように、厚さｔ１を研磨した例
である。

【００１７】この発熱体に電力１ＫＷを印加し、熱電対
でステンレス管３の表面温度の測定結果を図６に示す。
図から、溝４を等間隔で設けた場合の温度特性Ｂに対
し、温度特性Ａのように温度均一帯が拡大していること
が判る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
材に溝を設けたことにより、抵抗値の管理及び精度を向
上することができる。

【００１９】また、マスキングによらないで、一品製
品、大量製品向けにも容易に対応し、かつコストダウン
を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した溶射発熱体の一例を示す斜視
図。

【図２】図１のＡ−Ａ´線矢視断面図。

【図３】本発明を実施した溶射発熱体の他の例を示す斜
視図。

【図４】溝の研磨前の状態を示す断面図。

【図５】溝の研磨後の状態を示す断面図。

【図６】溝間隔の温度依存性を説明する測定結果図。

【符号の説明】

Ｄ・・・溝の間隔Ｐ・・・発熱体のパターンｔ、ｔ１・・・研磨厚さ１・・・アルミニューム板２、４・・・溝３・・・ステンレス管１０・・・下地皮膜１１・・・絶縁体皮膜１２・・・発熱体皮膜１３、１４・・・端子１５・・・抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小屋敏行東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者小林和也千葉県船橋市行田１丁目１番１号トーカロ株式会社内 (72)発明者竹内純一千葉県船橋市行田１丁目１番１号トーカロ株式会社内 (72)発明者熊川雅也千葉県船橋市行田１丁目１番１号トーカロ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性材料の基材の表面にあらかじめ任
意の深さと任意の幅の溝を刻設しておき、この溝に対し
導電性材料を溶射したのち、その溶射した導電性材料の
皮膜表面を研磨加工し、溝の内部にだけ前記皮膜を残し
膜厚を任意に決定した導電性皮膜で前記基材に抵抗体を
形成することを特徴とする溶射発熱体の製造法。
【請求項２】導電性材料の基材の表面にあらかじめ任
意の深さと任意の幅の溝を刻設しておき、この溝に対し
順次絶縁性材料、導電性材料を溶射したのち、その溶射
した導電性材料の皮膜表面を研磨加工し、溝の内部にだ
け前記皮膜を残し膜厚を任意に決定した導電性皮膜で前
記基材に抵抗体を形成することを特徴とする溶射発熱体
の製造法。
【請求項３】溝の間隔は任意の間隔であることを特徴
とする請求項１記載の溶射発熱体の製造法。