JPH08334235A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組立生産性が高く、加熱ムラを解消する電熱
加熱構成を実現する。 【構成】 二つの板金部品に設けた切欠で、コの字形の
ヒータ１１を上下から挟み込み、断熱板１７はあらかじ
め副加熱室１６の高温部内側に設け加熱室天面のうちヒ
ータ１１の中央部直下よりもヒータ１１の端部下方に位
置する小孔群２１の開口面積より小とする構成とした。
この構成により、ヒータ１１への給電は片側から配線す
るのみでよく、かつ部品を順次載置すれば組立が完了す
るため、部品点数が減り、取付けが簡略化できると共
に、小孔を介して管状ヒータから被加熱物に照射される
輻射量を中央部直下から端部下方にいたるまで均一にで
き、加熱ムラを解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオーブンレンジ等の加熱
装置におけるヒータ技術の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】管状ヒータを用いた従来例としては本発
明に先だって後述の構成が考えられた。

【０００３】以下、図５にもとづいてこの構成の説明を
する。図５に示すように、加熱室外部に取り付けられた
ヒータ１を上から加熱室２の天面とほぼ同等の大きさの
ヒータカバー３で覆い、更にその上から二枚の断熱板４
をビス締めし、熱遮蔽を行っている。また、このように
垂直方向に複数の板あるいは断熱材を重ねるとともに、
水平方向にはヒータカバー３を箱状に形成することで熱
気の漏れを防ぐ。図６の様に箱状のヒータカバー３から
は更にフランジ５が延ばされ、加熱室２の上面にビス締
めすることで加熱室２の密閉・熱遮蔽を保つ。

【０００４】製品の組立において、ヒータ１はヒータカ
バー３に設けられた孔を貫通して取り付けられる。この
孔は密閉性を高めるため、ヒータ１の絶縁管の外径より
も若干大きい径にとどめられている。

【０００５】また、図７のように加熱室２の天面、ヒー
タ１の下方には輻射熱を加熱室に供給する目的で多数の
小孔６がほぼ全面に配されている（図中、小孔の配置は
周囲のみ示されている）。ヒータ１の配線は図８のよう
に右側に交流電源を接続し、左側をリード線７で配線す
る構成となっている。

【０００６】これらの構成により、加熱の均一性と、加
熱効率の向上と、断熱効果の向上を実現している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、製品の組立の際にヒーターをヒータカ
バーに設けられた２カ所の孔に通す必要があるうえ、ヒ
ータ端子へ給電はヒータの長手方向の両側から配線しな
くてはならず複雑な組立作業となっていた。

【０００８】また、密閉を高めるべく箱状に構成するヒ
ータカバーのうち、ヒータに近接する部位では強い輻射
を受けるため高温になり、耐高温酸化性に優れた材料を
使用せざるを得ず、単価の高い材料を多量に消費する必
要があった。更に、その上方には断熱板をビス締めする
ため、部品点数が多く管理及び取付け作業がかさむ欠点
があった。

【０００９】また、加熱室天面と同等の大きさのヒータ
カバーの熱伝導で加熱室内への熱分布を改善しているも
のの、加熱室天面の小孔を通過した輻射熱は被加熱物に
直接到達し、単位面積あたりの輻射量はヒータに最も近
接したヒータの中央直下部に集中し、周囲と中央部の加
熱ムラが発生するといった課題があった。

【００１０】そこで、本発明はかかる従来の問題点を解
消するもので、製品組立時にヒータを孔に通すといった
作業や、ヒータの長手方向両端に配線するといった作業
をなくし、単純な作業での組立を可能とすることを第１
の目的とする。

【００１１】また、ヒータカバーや断熱板の構造を見直
し、耐高温酸化性に優れた高価な材料の使用量を最低限
にとどめることと、部品点数を削減し管理・取付けの簡
略化を第２の目的とする。

【００１２】また、ヒータの中央直下部と周囲部の加熱
ムラを解消することを第３の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置は、上
記第１の目的を達成すべく、被加熱物を収容する加熱室
と、コの字形に配設された管状ヒータと、加熱室上部に
載置され底面を開放した箱状の副加熱室と、加熱室上部
に結合され副加熱室の壁面のうち少なくとも管状ヒータ
の貫通する二壁面に重ねて添う平面を形成するヒータ保
持板とを備え、副加熱室の管状ヒータが貫通する部位は
下向きに開口の逆Ｕ字形の切欠部を設け、ヒータ保持板
の管状ヒータが貫通する部位は上向きに開口のＵ字形の
切欠部を設け、これらの上向きと下向きの切欠部で上下
から管状ヒータを保持することを特徴とする。

【００１４】また第１の目的を達成するため、更に、本
発明は、副加熱室に設けられた下向きの切欠部と、ヒー
タ保持板に設けられた上向きの切欠部のうち、何れか一
方の水平方向切欠き幅が他方の水平方向切欠き幅よりも
大となる構成とした。

【００１５】また、第２の目的を達成すべく本発明の加
熱装置は、被加熱物を収容する加熱室と、加熱室上部に
載置され底面を開放した箱状の副加熱室と、副加熱室の
内部を貫通する管状ヒータと、副加熱室の少なくとも高
温かつ管状ヒータに近接した部位の内側に設けられた断
熱板とを備え、前記断熱板の構成材料は副加熱室を構成
する材料より耐高温酸化性に優れ、断熱板は副加熱室の
部品重量よりも軽いことを特徴とした。

【００１６】また、第３の目的を達成すべく本発明の加
熱装置は、被加熱物を収容する加熱室と、加熱室の外部
上方に位置する管状ヒータを備え、加熱室の天面には多
数の小孔群を配し、管状ヒータの中央部直下に位置する
小孔群の開口面積を管状ヒータの端部下方に位置する小
孔群の開口面積より小とすることを特徴とした。

【００１７】

【作用】本発明の加熱装置は上記の構成により、管状ヒ
ータの電熱線がコの字形に成形されており、電熱線の端
部が一方向に集中するため、ヒータ端子へ給電はヒータ
の長手方向の片側から配線する作業だけで良い。また、
副加熱室の管状ヒータが貫通する部位には下向きに切欠
部を設け、ヒータ保持板の管状ヒータが貫通する部位に
は上向きに切欠部を設け、これら切欠部で上下から管状
ヒータの端部を保持する構成としたため、ヒータ保持板
の上に管状ヒータを載置し、さらにその上に副加熱室を
載置するという単純な作業で管状ヒータの実装が可能と
なった。

【００１８】また、副加熱室およびヒータ保持板の切欠
部が水平方向に部品寸法のバラツキを持ったり、取付け
寸法のバラツキが発生した場合にも、何れか一方の水平
方向切欠き幅が他方よりも大きいため、寸法バラツキを
吸収し、第１の構成と同じ作用・効果が得られる。

【００１９】また、副加熱室の高温かつ管状ヒータに近
接した部位の内側に、断熱板を結合することで、副加熱
室の局部的温度上昇を抑え、耐高温酸化性の劣る安価な
材料で副加熱室を形成することができる。副加熱室は箱
状で密閉性を要求されるため、展開面積が大きく部品重
量が重いが、高温部に部分的に使用する断熱板は重量が
軽く、高価な材料の使用料を最低限にとどめることがで
きる。さらに副加熱室と断熱板とが一体化されているた
め、部品点数が減り、管理・取付けの簡略化が実現す
る。

【００２０】また、管状ヒータの中央部直下に位置する
小孔群の開口面積を、管状ヒータの端部下方に位置する
小孔群の開口面積より小さくしたため、小孔を介して管
状ヒータから被加熱物に照射される輻射量を中央部直下
から端部下方にいたるまで均一にでき、加熱ムラを解消
することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例における加熱装置に
ついて図面とともに説明する。

【００２２】図１はその主な構成部品を分解した側面図
である。被加熱物は加熱室８前方に開閉自在に取付けら
れたドア９から加熱室８に収納される。加熱室８の外部
上方にはヒータ保持板１０が固着されている。加熱室８
の平面図を図２に示すが、加熱室８の左右両端にヒータ
保持板１０が各々配置され、破線部で示すヒータ１１の
両端を保持する構造になっている。ヒータ保持板１０は
図１に示すとおり、上向きに開口のＵ字形の切欠部が左
右各４カ所設けられており、その切欠部にヒータ１１を
載置することで取り付け作業は終了する。

【００２３】本実施例のヒータ１１の断面図を図３に示
す。電熱線１２は成形容易な一般的な鉄クロム丸線を用
い、全体の形状はコの字形になっている。コの字の対向
する二辺に相当する部分は、ほぼ加熱室の幅に近い長さ
の二本のコイルを形成しており強い輻射を発する。コイ
ル部分を含む対向する長辺部は結晶化ガラス管１３に納
められ、絶縁される。また、コイル部分二本のコイル間
１４はコイルリングを施さないため、さほど高温になら
ず発熱体でありながら単純なリード線の役割を果たす。
電熱線１２の端部にはステンレス製の端子１５が二つ溶
接され、交流電源に接続される。ヒータ１１全体の形状
がコの字形になっており、端子１５が一方向にまとめら
れているため配線作業は片側のみで可能となり、作業者
が左右から配線を行う必要がない。

【００２４】図１においてヒータ１１をヒータ保持板１
０に設置したあと、さらに副加熱室１６を載置する。副
加熱室１６のヒータ１１が貫通する壁面はヒータ保持板
１０に添う平面を形成しており、下向きに開口の逆Ｕ字
形の切欠部を左右４カ所づつ設けてある。この下向きの
切欠部とヒータ保持板１０の上向きの切欠部で、ヒータ
１１を挟むことでヒータ１１は完全に固定される。

【００２５】副加熱室１６の内側には断熱板１７があら
かじめ結合されている。断熱板１７の結合は機械的なカ
シメによって行われ、部品加工の工程的にはプレスの一
工程に組み込まれるため加工が容易である。また、断熱
板１７はヒータ１１に近接する位置に配されるため、耐
高温酸化性に優れるステンレスを用いた。副加熱室１６
は断熱板１７により局部的温度上昇が抑えられるため、
ステンレスより耐熱性の低いアルミ鍍金鋼板が使用でき
た。

【００２６】加熱室８からの熱気漏れ防止のため、副加
熱室１６には密閉性が要求され箱状の構成が必要とな
る。そのため、部分的に配する断熱板１７と比較して展
開寸法・重量が大きくなるが、ステンレスより比較的安
価なアルミ鍍金鋼板を使用することでコスト的に有利と
なる。

【００２７】副加熱室１６を載置したあと、さらに上部
断熱板１８を載せる。上部断熱板１８は副加熱室１６の
フランジ部分１９に設けた孔を介して加熱室８のフラン
ジ２０にビス締めされる。このように一連の組立工程
は、部品を次々に重ね置いたあと一回のビス締めで固定
する単純なものとなり、また、ヒータ１１への配線も片
側からのみで工程の簡略化を生み出す。

【００２８】しかしながら、先述の上下の切欠部による
ヒータの挟み込みに関しては、部品寸法や組立寸法のバ
ラツキによる弊害発生が懸念される。例えば、図４
（ａ）の様に正規の寸法で正規の組立を行えば、ヒータ
１１の外径と各々の切欠きが適正なクリアランスを保て
るが、図４（ｂ）の様に副加熱室１６とヒータ保持板１
０が左右方向にズレて取り付けられた場合、適正なクリ
アランスが保てず、最悪の場合はヒータ１１の絶縁管の
破壊に至るといった弊害が発生する。これを防止するた
めに、各々の切欠き部の幅を大きくとることも考えられ
るが、双方が大きくなっては適正な組立を行った場合
に、クリアランスが大きくなりすぎ、密閉性が保たれな
くなる。

【００２９】そこで、図４（ｃ）のように副加熱室１６
側の切欠部の幅を寸法バラツキ分だけ広げてやれば、正
規の取り付け位置でも過剰なクリアランスが発生せず、
図４（ｄ）のように寸法がバラツイた場合にも適正なク
リアランスを確保することができる。もちろん、逆に、
ヒータ保持板１０側の切欠きのみを大きくしても同じ効
果が得られる。

【００３０】また、図２のように、加熱室８の天面には
多数の小孔群２１が配されている、小孔は直径５ミリの
パンチ孔であり、ヒータ１１の発する輻射熱は容易に通
過し、直接被加熱物に到達する。そのため、ヒータ１１
付近全域に単純に小孔を配したのでは、加熱室中央部分
の輻射エネルギが強すぎる熱分布となる。そこで、図２
のようにヒータ１１の中央部直下に位置する範囲に比
べ、ヒータ１１の端部下方に位置する範囲の開口面積を
大きくとり均一な熱分布を実現した。

【００３１】以上のように、ヒータ保持板１０と副加熱
室１６に各々切欠部を設け、上下からヒータ１１を挟み
込むため、孔に管を通すといった作業が不要となる。切
欠部の部品寸法や組立寸法のバラツキがあっても、上下
何れかの切欠部の幅を寸法バラツキ分だけ広げたこと
で、適正なクリアランスを確保することができる。

【００３２】また、従来の構成ではヒータ１１の絶縁管
二本を同時に二つの孔を通すといった作業は事実上不可
能に近くコの字形のヒータ１１を使用出来なかったが、
本実施例の構成では可能となった。さらに、コの字形の
ヒータ１１は端子１５が一方向にまとめられているた
め、配線作業は片側のみで良い。

【００３３】また、副加熱室１６と断熱板１７があらか
じめ一体化されているため、組立工程での余分なビス締
め作業が不要となる。ヒータ１１に近接する高温部には
耐高温酸化性に優れる断熱板１７を配し、重量の大きい
副加熱室１６には耐熱性の低い材料を使用することでコ
スト的に有利となった。

【００３４】また、加熱室８天面の小孔群２１に関して
は、ヒータ１１の中央部直下に位置する範囲に比べ、ヒ
ータ１１の端部下方に位置する範囲の開口面積を大きく
とることで均一な熱分布を実現した。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明の加熱装置におい
ては、以下の効果が得られる。

【００３６】（１）管状ヒータの電熱線がコの字形に成
形されており、電熱線の端部が一方向に集中するため、
ヒータ端子へ給電はヒータの長手方向の片側から配線す
る作業だけで良い。また、副加熱室の管状ヒータが貫通
する部位には下向きに切欠部を設け、ヒータ保持板の管
状ヒータが貫通する部位には上向きに切欠部を設け、こ
れら切欠部で上下から管状ヒータの端部を保持する構成
としたため、ヒータ保持板の上に管状ヒータを載置し、
さらにその上に副加熱室を載置するという単純な作業で
管状ヒータの実装が可能となった。

【００３７】（２）副加熱室およびヒータ保持板の切欠
部が水平方向に部品寸法のバラツキを持ったり、取付け
寸法のバラツキが発生した場合にも、何れか一方の水平
方向切欠き幅が他方よりも大きいため、寸法バラツキを
吸収する。そのため、ヒータ保持板の上に管状ヒータを
載置し、さらにその上に副加熱室を載置するという単純
な作業で管状ヒータの実装が可能となった。

【００３８】（３）副加熱室の高温かつ管状ヒータに近
接した部位の内側に、断熱板を結合することで、副加熱
室の局部的温度上昇を抑え、耐高温酸化性の劣る安価な
材料で副加熱室を形成することができる。副加熱室は箱
状で密閉性を要求されるため、展開面積が大きく部品重
量が重いが、高温部に部分的に使用する断熱板は重量が
軽く、高価な材料の使用料を最低限にとどめることがで
きる。さらに副加熱室と断熱板とが一体化されているた
め、部品点数が減り、管理・取付けの簡略化が実現す
る。

【００３９】（４）管状ヒータの中央部直下に位置する
小孔群の開口面積を、管状ヒータの端部下方に位置する
小孔群の開口面積より小さくしたため、小孔を介して管
状ヒータから被加熱物に照射される輻射量を中央部直下
から端部下方にいたるまで均一にでき、加熱ムラを解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における加熱装置の分解側面
図

【図２】同加熱装置の要部平面図

【図３】同加熱装置のヒータの断面図

【図４】同加熱装置の要部側面図

【図５】本発明に先だって考えられた加熱装置の側断面
図

【図６】同加熱装置の要部斜視図

【図７】同加熱装置の要部平面図

【図８】同加熱装置のヒータの外観図

【符号の説明】

８ 加熱室 １０ ヒータ保持板 １１ ヒータ １６ 副加熱室 １７ 断熱板 ２１ 小孔群

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加熱物を収容する加熱室と、コの字形に
   配設された管状ヒータと、前記加熱室上部に載置され底
   面を開放した箱状の副加熱室と、前記加熱室上部に結合
   され前記副加熱室の壁面のうち少なくとも管状ヒータの
   貫通する二壁面に重ねて添う平面を形成するヒータ保持
   板とを備え、前記副加熱室の管状ヒータが貫通する部位
   は下向きに開口の逆Ｕ字形の切欠部を設け、前記ヒータ
   保持板の管状ヒータが貫通する部位は上向きに開口のＵ
   字形の切欠部を設け、これらの上向きと下向きの切欠部
   で上下から前記管状ヒータの端部を保持する構成とした
   加熱装置。
2. 【請求項２】副加熱室に設けられた下向きの切欠部と、
   ヒータ保持板に設けられた上向きの切欠部のうち、何れ
   か一方の水平方向切欠き幅が他方の水平方向切欠き幅よ
   りも大となる構成とした請求項１に記載の加熱装置。
3. 【請求項３】被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室
   上部に載置され底面を開放した箱状の副加熱室と、前記
   副加熱室の内部を貫通する管状ヒータと、前記副加熱室
   の少なくとも高温かつ前記管状ヒータに近接した部位の
   内側に設けられた断熱板とを備え、前記断熱板の構成材
   料は前記副加熱室を構成する材料より耐高温酸化性に優
   れ、前記断熱板の部品重量は前記副加熱室の部品重量よ
   り軽いことを特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】被加熱物を収容する加熱室と、前記加熱室
   の外部上方に位置する管状ヒータとを備え、前記加熱室
   の天面には多数の小孔群を配し、前記管状ヒータの中央
   部直下に位置する前記小孔群の開口面積を前記管状ヒー
   タの端部下方に位置する前記小孔群の開口面積より小と
   する構成とした加熱装置。