JPS6021911Y2

JPS6021911Y2 - 発熱装置

Info

Publication number: JPS6021911Y2
Application number: JP6984079U
Authority: JP
Inventors: 通一竹内
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1979-05-24
Filing date: 1979-05-24
Publication date: 1985-06-29
Also published as: JPS55169094U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は正の抵抗温度係数を有するチタン酸バリウム系
半導体磁器発熱体（以下正特性磁器発熱体と記す）を使
用した発熱装置に関する。

正特性磁器発熱体は、キュリ一温度を適当に選定するこ
とにより任意の発熱温度が得られること発熱温度がキュ
リ一温度を超えると電気抵抗が急激に増加して電流を絞
る自己温度制御機能を有し過熱の危険がないこと等々優
れた特長を有し、安全で信頼性が高いことから、従来よ
り各種の発熱装置の発熱源として広く利用されてきた。

第１図は従来の発熱装置の分解斜視図、第２図第３図は
同じくその組立断面図である。

この発熱装置は、複写機において複写紙を加熱乾燥させ
もしくは熱定着させる熱ロール等とし好適なものである
。

図に示すように、従来の発熱装置は、ペレット状の正特
性磁器発熱体１を、引出し突起２ａ１３ａを有する電極
板２．３の間に挾み、マイカ板などの絶縁板４．５介し
て、円弧状の折曲げ部分６ａ、？ａを有する弾性の伝熱
体６．７の平担部６ｂ、７ｂを密着させ、かつ伝熱体６
．７の両端を、ハトメまたはリベット等の止具８を用い
て、支持体９．１０に固定すると共に、これらを熱伝導
性の良好な材料、たとえばアルミニウムより構成された
円筒状の放熱体１１内に圧入させるようにしてあった。

組立て状態４第２図、第３図）では、伝熱体６．７の円
弧状の折曲げ部分６ａ、？ａが自己の収縮時弾発力によ
って放熱体１１の内壁面に圧接しその弾発力によって電
極板２．３間に正特性磁器発熱体１が圧支される。

しかしながら、上述の発熱装置には次のような欠点があ
る。

（イ）まず、発熱部分を放熱体１１内に挿入する場合、
伝熱体６．７の円弧状折曲部６ａ、？ａを強制的に縮小
せしめつつ、放熱体１１の一端部から挿入しなければな
らないため、（ａ）伝熱体６．７の円弧状折曲部６ａ、？ａの外
周面と、放熱体１１の内州面が互いに圧接して擦れ合い
、両面に擦傷を生じ、品質及び信頼性が低下する。

また擦傷による切粉が接触面に介入し熱伝導が悪化する
。

（ｂ）伝熱体６．７と放熱体１１の長さが長くなる
程、両者の間に発生する摩擦力が大きくなり、複写機の
熱ロール装置等のように長尺のものを実現することが困
難である。

（Ｃ）伝熱体６．７と放熱体１１の接触面にグリー
ス、樹脂等のヒートシンカ層を介在させ、両者間の熱伝
導性を高めようとしても、ヒートシンカ層が放熱体１１
内に伝熱体６．７を挿入するときに削り取られてしまう
ため、ヒートシンカ層による熱伝導の向上を図ることが
できない。

（ｄ）上記緒欠点の影響を少なくするためには、伝
熱体６．７の円弧状折曲部６ａ、７ａの半径を放熱体１
１の内径とほぼ等しくすればよいが、そうすると伝熱体
６．７と放熱体１１との間の熱接触が弱くなり、熱伝導
性が悪化する。

更に、上記の構造による緒欠点に加えて、（ロ）正特性
磁器発熱体１は電極２．３上に固着しである訳ではなく
、電極板２．３の間で移動し易いため、（ｅ）正特性磁器発熱体１が径方向に移動して伝熱
体１１の内壁面に接触し、絶縁性が損なわれる場合があ
る。

（ｆ）正特性磁器発熱体１が軸方向に移動した場合
には、正特性磁器発熱体１相互間の間隔が変動し、放熱
体１１の表面上における温度分布が変化してしまうため
、所定の温度分布を得ることができない。

（ｇ）上述のような欠点を除去しようとすれば、組
立作業中に正特性磁器発熱体の位置ズレ修正作業が必要
になり、作業性が低下する。

（ｈ）正特性磁器発熱体１と電極板２．３とを、伝
熱体６．７の弾発力によってのみ圧接させる構造である
ため、発熱動作時の電極板のソリ等により圧接力が浮動
し勝ちで、この結果、正特性磁器発熱体１と電極板２．
３との間の接触状態が悪化し、熱伝導性が低下するため
、温度分布が変動してしまう。

特に、正特性磁器発熱体を複数個配列した場合には、各
正特性磁器発熱体の加工成形誤差も加わって、この欠点
が一層でやすくなる。

本考案は上述する緒欠点を一掃し、伝熱体と放熱体との
間の熱伝導性の悪化及び擦傷等を生じることなく、容易
に組立てることができ、しかも正特性磁器発熱体と電極
板との間の接触状態、位置関係を一定の安定した状態に
維持し、信頼性を向上させた発熱装置を提供することを
目的とする。

上記目的を遠戚するため、本考案は、平板状正特性磁器
発熱体、該正特性磁器発熱体を挾む対の電極板および該
電極板のそれぞれに絶縁層を介して重ねられる伝熱体を
筒状の放熱体の内部に収納した発熱装置において、前記
伝熱体は、前記絶縁層との接触面となる平担部の両側に
、前記放熱体の内径面に圧接し、かつ端部間に間隔を有
して対向する一対の弧状部を連設すると共に、該弧状部
のそれぞれの内周面に緊締治具を係止する突条を連設し
て構成され、前記正特性磁器発熱体は貫通孔を有し該貫
通孔を貫通する締付部材によって前記放熱体の平担部及
び前記電極板間に締付は固定し、前記正特性磁器発熱体
、前記電極板及び前記伝熱体の組立体を、前記伝熱体の
前記弧状部の弾発力により前記放熱体の内部に収納圧接
させたことを特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し本考案の内容を具体的
に説明する。

第４図、第５図は複写機の熱定着用として構成した本考
案に係る発熱装置の一実施例を示している。

図において１２は正特性磁器発熱体１３．１４は該正特
性磁器発熱体１２を挾むように設けられた電極板、１５
．１６は該電極板１３．１４上に設けられた耐熱性絶縁
シート、１７．１８はアルミニウム等の熱伝導性の良好
な金属材料によって構成された伝熱体である。

こられは発熱部分として、アルミニウム等の熱伝導性の
良好な筒状の放熱体１９内に圧設される。

第６図は上記発熱部分の詳細を説銘するための分解斜視
図である。

図に示すように、正特性磁器発熱体１２は、貫通孔１２
ａを有してドーナツ円板状に形成すると共に、電極１３
．１４と対面する厚み方向の両面にオーム性もしくは非
オーム性接触の電極１２ｂを形成して構成され、電極板
１３．１４の長さ１１方向に沿って、間隔へを有して複
数個設けられる。

電極板１３．１４は一端に舌片状の引出部１３ａ、１４
ａを有する長方形状に形成すると共に、正特性磁器発熱
体１２と対応する位置に、貫通孔１２ａとほぼ同形の孔
１３ｂ、１４ｂを設けである。

また前記絶縁シート１５．１６は、電極板１３．１４よ
り一回り大きい長方形状に形成すると共に、孔１３ｂ、
１４ｂに対応する位置にほぼ同形の孔１５ａ、１６ａを
穿設しである。

さらに前記伝熱体１７．１８は、絶縁シート１５．１６
と接触する平担部１７ａ、１８ａの両側に、端部間隔ら
を有して対峙する。

弧状部１７ｂ、、１７ｂ２．１８ｂ１．１８ｂ２を連設
すると共に、該弧状部１７ｂ１．１７ｂ２．１８ｂ１．
１８ｂ２の内周側にほぼ同一位置で内側に突出する突条
１７Ｃ１，１７Ｃ２，１８Ｃ１，１８Ｃ２を連設し、さ
らに平担部１７ａ、１８ａに前記孔１３ｂ、１４ｂ、１
５ｂ１６ｂと同様の孔１７ｄ、１８ｄを穿設した構造と
しである。

２０．２１は磁器などの耐熱性絶縁材料で構成した絶縁
スペーサであり、正特性磁器発熱体１２の厚みと同じ厚
みを有する大径部２０ａ、２１ａの両端面に、これより
は細い突起２０ｂ１．２０へ、２１ｂ、、２１ｂ２を突
設しである。

２２は貫通孔２２ａを有して円筒状に形成された耐熱性
絶縁パイプである。

該絶縁パイプ２２はその外径を前記貫通孔１２ａ、１３
ｂ、１４ｂ。

１５ａ、１６ａ、１７ｄ、１８ｄより若干小さめに設定
すると共に、その長さを正特性磁器発熱体１２、電極板
１３．１４、絶縁シート１５．１６および伝熱体１７．
１８の平担部１７ａ、１８ａの厚み総和とほぼ等しい寸
法に定めである。

２３は磁器などより成る筒状の絶縁スペーサ、２４はビ
ス、２５．２６．２７は該ビス２４用のワッシャ、スプ
リングワッシャおよびナツトである。

上述の各構成部分より威る発熱部分を組立てるには、正
特性磁器発熱体１２の貫通孔１２ａ内に絶縁パイプ２２
を嵌合し、貫通孔１２ａから突出する絶縁パイプの両端
部を孔１３ｂ、１４ｂ、１５ａ、１６８％１７
ｄｓ１８ｄに位置決め挿入すると同時に、絶縁スペ
ーサ２０．２１の突起２０へ、２０〜．２４ｂ１．２１
〜を電極板１３．１４の両端に設けた孔１３Ｃ□、１３
Ｃ２，１４Ｃ１，１４Ｃ２内に挿入しつつ、正特性磁器
発熱体１２の両側に電極板１３．１４、絶縁シート１５
．１６および伝熱体１７．１８を順次重ね合わせてゆき
、伝熱体１７から伝熱体１８の方向に、絶縁スペーサ２
３１、絶縁パイプ２２を介して、ビス２４を貫通させ、
伝熱体１８の平担部１８ａから内側に突出するビス２４
の端部にワッシャ２５、スプリングワッシャ２６および
ナツト２７を嵌め込み、かつ緊締する。

したがって第４図、第５図に示した組立状態では、各正
特性磁器発熱体１２が電極板１３．１４の所定位置に個
別的に密着して固定されることとなり、両者の接触状態
が良好な安定状態にセットされると同時に、電極板１３
．１４の反りが阻止され、熱伝導性が向上する。

また正特性磁器発熱体１２は、貫通孔１２ａを貫通する
絶縁パイプ２２や、ビス２４によって、電極１３．１４
の貫通孔１３ｂ、１４ｂの位置に位置決めされるから、
位置ズレを生じることがない。

この結果、組立作業が容易になると同時に、発熱動作時
の温度分布が所定の状態に設定され、かつ絶縁状態が良
好に維持される。

さらにビス２４を絶縁スペーサ２４、絶縁パイプ２２内
を貫通させたうえで締付けるようにしであるから、ビス
２４による電極板１３．１４間の短絡事故も確実に防止
することができる。

なお、正特性磁器発熱体１２の各々は、同一特性、同一
形状のものによって構成することも可能であるが、要求
される温度分布に応じて特性や口径等を変えてもよい。

たとえば電極板１３．１４の長さ方向の両端側に位置す
る正特性磁器発熱体１２のキュリ一温度を、中間部の正
特性磁器発熱体１２のそれより高くし、熱放散の大きい
両端の発熱温度を高くすることにより、長さ方向の温度
分布が均一になるように設定することもできる。

温度分布の均一化は、各正特性磁器発熱体１２の配列間
隔ｄ１を適宜調整することによっても実現可能である。

次に上述のようにして組立てられた発熱部を放熱体１９
の内部に挿入するには、第７図Ａ示すように、伝熱体１
７の突条１７Ｃ１，１７Ｃ２問および伝熱体１８の突条
１８Ｃ１，１８Ｃ２間に、その長さ方向の両端から突出
する如く、ジグ板２８．２９を挿入し、このジグ板２８
．２９の両端に設けた締具３０によって、円板２８．２
９が接近する方向ｅに締める。

すると第７図Ｂに示すように、伝熱体１７．１８の弧状
部１７ｂ、、１７ｂ２．１８ｈ、１８ｂ２が正常時の口
径ＤＡよりΔＤ０だけ縮小する。

そこで放熱体１９の口径Ｄ２をＤ１≧Ｄ２＞（Ｄｉ−△
Ｄｉ）のように設定しておき、第８図ａ、のように発熱
部Ｐを縮小させた状態で放熱体１９の一端からその内部
に挿入し、第８図ａ２のように発熱部Ｐを放熱体１９の
所定位置にセットしてから、第８図ａ３に示すように、
締具３０、ジグ板２８．２９を除去する。

すると、伝熱体１７．１８が自己のバネ性により元の状
態に復帰し、その時の復元力によって弧状部１７ｂ１．
１７ｂ２．１８ｂ□、１８ｂ２が放熱体１９の内周面に
圧接する（第５図）。

上述のように本考案に係る発熱装置は、伝熱体１７．１
８の構造を、絶縁シート１５．１６との接触面となる平
担部７ａ、１８ａの両側に、放熱体１９の内径面に圧接
し、かつ端部間に間隔夷を有して対向する一対の弧状部
１７ｂ１．１７ｔ）＋、１８ｂ、、１８ｂ２を連設する
と共に、該弧状部１７ｂ１．１７ｂ２．１８ｂ□、１８
ｂ２のそれぞれの内周面に緊締治具を係止する突条１７
Ｃ１，１７Ｃ２，１８Ｃ□、１８Ｃ２を連設した構造と
したから、第７図及び第８図で説明ししたような組立方
法を取ることが可能になり、この結果法のような効果が
得られる。

（１）発熱部Ｐと放熱体１９との間の接触面に擦傷を生
じることなく、発熱部Ｐを放熱体１９内に圧接すること
ができる。

（２）発熱部Ｐを構成する伝熱体１７．１８が放熱
体１９の内周面に密着するので両者の接触性が良く、伝
熱体１７．１８から放熱体１９への熱伝導性が良好にな
る。

（３）放熱体１９の内周面にグリースや樹脂などのヒー
トシンカ層を塗布して伝熱体１７．１８と放熱体１９と
の間の熱伝導性を高めようとする場合これらのヒートシ
ンカ層が組立時に削り取られるような事態を避けること
ができるかた、熱伝導効率を一層向上させることができる。

なお、第４図、第５図において、３１．３２は放熱体１
９の両端にネジ止め３３．３４されたアルミニウム等よ
り威よ軸受、３５．３６は該軸受３１．３２内に嵌合さ
れた耐熱性絶縁スリーブ、３７．３８は電極板１３．１
４をそれぞれネジ止め３９．４０した導電端子で、これ
らは耐熱性絶縁部よゆ戒るテーパピン４１によって一体
的に固定されている。

ただしこれらの各構成部分は、第４図、第５図の実施例
に示す発熱装置が複写機の熱定着用として構成されてい
ることに対応して付加されたもので、他の用途に用いる
ときには、違う構造となることは言うまでもない。

以上述べたように、本考案は、平板状の正特性磁器発熱
体、該正特性磁器発熱体を挾む対の電極板および該電極
板のそれぞれに絶縁層を介して重ねられる伝熱体を筒状
の放熱体の内部に収納した発熱装置において、前記伝熱
体は、前記絶縁層との接触面となる平担部の両側に、前
記放熱体の内径面に圧接し、かつ端部間に間隔を有して
対向する一対の弧状部を連設すると共に、該弧状部のそ
れぞれの内周面に緊締治具を係止する突条を連設して構
成され、前記正特性磁器発熱体は貫通孔を有し該貫通孔
を貫通する締付部材によって前記放熱体の平担部及び前
記電極板間に締付は固定し、前記正特性磁器発熱体、前
記電極板及び前記伝熱体の組立体を、前記伝熱体の前記
弧状部の弾発力により前記放熱体の内部に収納圧設させ
たことを特徴とするから、伝熱体と放熱体との間の熱伝
導性の悪化及び擦傷等を生じることなく、容易に組立て
ることができ、しかも正特性磁器発熱体と電極板との間
の接触状態、位置関係を一定の安定した状態に維持し、
信頼性を向上させた発熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発熱装置の分解斜視図、第２図は同じく
その組立断面図、第３図は第２図Ａ−Ａ線上における断
面図、第４図は本考案に係る発熱装置の断面図、第５図
は第４図Ｂ−Ｂ線上における断面図、第６図は本考案に
係る発熱装置の要部の分解斜視図、第７図Ａ、Ｂは本
考案に係る発熱装置の組立方法を説明する図、第８Ｃ％
１１〜ａ２は同じく組立工程を説明する図である。１２・・・・・・正特性磁器発熱体、１２ａ・・・・・
・貫通孔、１３．１４・・・・・・電極板、１５．１６
・・・・・・絶縁シート、１７．１８・・・・・・伝熱
体。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）平板状の正特性磁器発熱体、該正特性磁器発熱体
を挾む対の電極板および該電極板のそれぞれに絶縁層を
介して重ねられる伝熱体を筒状の放熱体の内部に収納し
た発熱装置において、前記伝熱体は、前記絶縁層との接
触面となる平担部の両側に、前記放熱体の内経面に圧接
し、かつ端部間に間隔を有して対向する一対の弧状部を
連設すると共に、該弧状部のそれぞれの内周面に緊締治
具を係止する突条を連設して構成され、前記正特性磁器
発熱体は貫通孔を有し該貫通孔を貫通する締付部材によ
って前記放熱体の平担部及び前記電極板間の締付は固定
し、前記正特性磁器発熱体、前記電極板及び前記伝熱体
の組立体を、前記伝熱体の前記弧状部の弾発力により前
記放熱体の内部に収納圧設させたことを特徴とする発熱
装置。
（２）前記正特性磁器発熱体は前記電極板の長さ方向に
沿って間隔をおいて複数個設けられることを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１項に記載の発熱装置。
（３）前記複数の正特性磁器発熱体のキュリ一温度は、
前記放熱体の軸方向における温度分布が均一となるよう
に、少なくとも２種以上に設定されることを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第２項に記載の発熱装置。
（４）前記複数個の正特性磁器発熱体の配列間隔は、前
記放熱体の軸方向における温度分布が均一となるように
設定されることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
２項に記載の発熱装置。
（５）前記締付部材は、前記正特性磁器発熱体の前記貫
通孔および前記電極板を貫通する絶縁パイプと、該絶縁
パイプを貫通して前記正特性磁器発熱体および前記電極
板を前記伝熱体間に緊締する締付体とより成ることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に記載の発熱装
置。