JPS5897283A

JPS5897283A - 発熱素子

Info

Publication number: JPS5897283A
Application number: JP19419381A
Authority: JP
Inventors: 薫増田; 昭彦小林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1983-06-09

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】本発明は発熱体を絶縁体で被覆した構造の発熱素子に関
する。

近年、調理器、暖房器等の家庭電気製品の発熱源として
、あるいは精密な測定器等の試料の加熱源として、ざら
には産業用機械の熱交換器等としで優れた発熱素子か要
求されてさている。この種の発熱素子においては、安全
性、熱効率、耐久性に優れでいること、さら−こは製作
が容易で、安価であることが望まれる。

耐熱金属から成る発熱体を絶縁体で被覆した発熱素子と
して、第１図に示したようなンーズヒータが従来降す用
いられている。しかし、この種のものは、発熱体１１の
周囲に形成する絶縁体１３や、金属パイプ１４、あるい
は封入剤１５等に特殊な材料を必要としたり、細い金属
パイプ１４中に発熱体１１と絶縁体１３を封入するため
製造方法が複雑になったりして製造コストが高くつくと
いう欠点がある。また、封入剤１５の部分や、発熱体１
１と電極端子１２との接続部１６は他の部分に比べ壊れ
易く、信頼性に乏しいという欠点もある。

面状の発熱素子としては第２図に示す構造のものが用い
られていた。この発熱素子は蛇行させた金属箔あるいは
金属線（例えばニクロム線）から成る発熱体２１をセラ
ミック等の絶縁体２２で挾み込んだ構造となっている。

このような構造では、発熱体１１は長さを稼ぐ必要があ
るため、非常に細い金属線を用いたり、蛇行した発熱体
間の空間部２３を非常に狭くしなければならず製造が難
しく、製造工程も増えコスト高となる。また、発熱体が
蛇行しているため温度分布にむらが生じる。

上記欠点を克服する面状発熱素子として第３図に示す構
造のものかある。これは特開昭５６−１１８７３に記載
されているもので、絶縁板３２上に耐熱金属にクロム等
カンタル等）の溶射被膜から成る発熱体３１を形成し、
発熱体３１の両端Ａρ等の金属で電極３３を形成した構
造となっている。この発熱素子は価格、熱効率、安全性
に関して前述の発熱素子よりは優れているが、下記のよ
うな欠点がある。

（１）特開昭５６−１１８７３の明細書に記載されてい
る如く、製造の際には特殊な装置を必要とするため、誰
でも容易に作るわけにはいかない。

１２）発熱体が薄膜であるため高出力用には適さない。

また薄膜に傷がつくと耐久性にも欠ける。

に３）発熱体を溶射被膜で作るため厚さにむらが生じる
。

その結果発熱素子の温度分布にもむらが生じ、熱効率が
劣化する。特に大面積のものは溶射被膜の厚さを均一に
形成するのが難しく・。さらに酸化され易い金属（例え
ばＭｏ）は発熱体として使用できない。

（４１酸化性雰囲気中で発熱体を形成するため発熱体の
材料はニクロム、カンタル等に限られ（酸化され易い金
属は使用できない）、　　１０００℃以上の温度は望め
ない。また発熱素子の最高温度が絶縁体の材料にも左右
されるため、絶縁体の材料も吟味する必要がある。

（５）絶縁体も自作するか、他から購入するかして用意
する必要があり、材料費、手間等がかかる。

本発明は上記欠点が無く、製造が容易で、耐久性、熱効
率、安全性に優れ、安価な発熱素子を提供するものであ
る。

本発明の発熱素子は、発熱体となる高融点金属の表面に
、その金属の陽極酸化被膜を形成した構造を備えている
構成となっている。第４図Ａ、Ｂは本発明の一実施例を
示す図で、Ａは発熱体４１ＡとしてＱ、　５　ＩＩｍ　
ｇ３のＷ線を用いた例であり、Ｂは発熱体４１Ｂとして
厚さ１龍のＷ板を用いた例である。Ｗ線及びＷ板を通常
の鏡面研磨により表面を鏡面にした後、電解液中に浸し
て陽極酸化を行い陽極酸化被膜ｗ２０７４２　Ａ、４２
Ｂを形成した。この陽極酸化の際、Ｗ線の一端を陽極酸
化用の電極として使用し、他端は適当な被膜（この実施
例ではスコッチテープを使用）をかぶせて陽極酸化を行
った。

この後、前述の被膜を取り除いて発熱素子とした。この
場合、被膜が取り除かれた部分と、陽極酸化用の電極と
して使用した部分がこの発熱素子の電極部４３Ａとなる
。面状発熱素子となる第４図Ｂのものは、電極部４３Ｂ
となる部分はスコッチテープを貼りつけ、陽極酸化被膜
が形成されないようにして陽極酸化した後、スコッチテ
ープを剥して露出したＷ部を電極部４３Ｂとしている。

電極部４３１３にはＴ力供給用のリード線をねし＋ｔ−
めするための孔４４Ｂを設けている。前述の鏡面研磨は
通常のパフ研磨で容易に行うことができる。この鏡面研
磨を怠ると緻密で膜厚の均一な良質の陽極酸化被膜は得
ら才１ない。本実施例の面状発熱素子（第４図Ｂ）は使
用目的によってｊｉ、さらに他の絶縁基板に取り付けた
構造（例えばアルミナ基板に接着剤で貼りつける、ある
いはねじで脱着可能な状態に取り付けるなど。）として
もよい。また陽極酸化被膜を発熱体の片面のみに形成し
た構造でもよい。

発熱体を絶縁体で被覆するには、上記実施例以外の方法
も考えられる。例えば絶縁体粉末を塗布、焼結する方法
、蒸着による方法、発熱体含熱酸化する方法等かある。

しかし、これら方法は本発明と比べ、特殊な製造装置や
製造方法を必要とし、誰でも容易に作製することが困難
である。例えば、絶縁体粉末を塗布、焼結する方法では
絶縁体粉末を用意しなければならない。

また焼結用の高温炉、さらには焼結の際の雰囲気ガスも
必要とする。蒸着では高価な蒸着装置を必要とし。

その運転には液体窒素を必要とするものも有る。また膜
を均一に形成するための工夫も必要である。熱酸化によ
る方法は高温炉を必要とする。また酸化条件が適当でな
い場合は酸化膜は形成されないため、精度よく炉及び雰
囲気ガスを制御しなければならない等の欠点りある。

一方、本発明は、（１）陽極酸化により発熱体表面に被
゛膜を形成するため電気と電解液があればよく、特殊な
製造装置、製造方法が不要で、誰でも容易に作製できる
。また、形成する陽極酸化被膜の厚さを制御することで
発熱体の抵抗値を制御でき、所望の消費電力を有するも
のが容易に得られる。（２）発熱体が板（薄膜でない）
であるため多大の電力を供給しでも壊れることはない。

すなわち小型でもハイパワー化が容易にできる。

また、発熱体に多少の傷があっても厚みがあるので使用
中に切断することはなく耐久性に優れている。（３）陽
極酸化被膜は発熱体の化学反応で形成しているため。

塗布・焼結によるものあるいは蒸着によるものに比べて
発熱体と陽極酸化被膜との密着性が良好で、耐久性。

熱効率に優れている。（４）絶縁体を特別に用意する必
要が無いため、材料費も節約でき経済的である。（５）
溶射では製造不可能な材料（例えば、Ｗ、　ＭＯ，’ｌ
’ａ、’ｌ”ｉ等の酸化さｔ１易い高融点の金属）でも
発熱体とすることが可能で、１０００℃以上の高温用の
発熱素子が得られる。

（６）表面が絶縁体で覆われているため触れても感電す
ることが無く安全である。また、薬品等に侵されたり、
マ日熱中に発熱体が酸化、蒸発しでしまうこともなく耐
久性にも良パ等の効果がある・　　　　　　　　　　　
　１以上説明したように本発明によれば、製造が容易で
、耐久性、熱効率、安全性に優れた発熱素子を安価に得
ることが６丁能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は従来の発熱素子を示す斜視図
、第１図Ａ、Ｂは本発明の一実施例の発熱素子を示す一
部切り欠ぎの有る斜視図である。図中、１１．２］、３１．４１Ａ、　４１Ｂは発熱体を
、１３．２２、：３２は絶縁体を、４２Ａ、４２Ｂは陽
極酸化被膜を示第１国

Claims

【特許請求の範囲】

高融点金属から成る発熱体の表面に、当該発熱体の陽極
酸化被膜を形成した構造を有することを特徴とした発熱
素子。