JPS61245486A - カ−トリツジヒ−タ及びその製法 - Google Patents

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】 本願発明は次に述べる問題点の解決を目的とする。

（産業上の利用分野）　この発明は種々の成形型の加熱
或いは液体の加熱に用いられるカートリッジヒータ及び
その製法に関し、詳しくは発熱素子として正特性サーミ
スタ（ＰＴＣサーミスタと呼ばれる）を用いているカー
トリッジヒータ及びその製法に関するものである。

（従来の技術）　この種のヒータにあって正特性サーミ
スタの一面及び他面に電極を夫々沿わせただけのものは
、正特性サーミスタと電極との間の通電が良好に行われ
難い為、それらを被覆で覆って正特性サーミスタに対す
る電極の接触を良好ならしめるようにしたものがある。

しかしこのようなものにあっても、発熱を繰り返し行わ
せると、正特性サーミスタと電極の夫々の膨張、収縮の
度合が相互に異なる為、やがては両者間で接触不良を起
こすようになってしまう問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点）　この発明は上記従
来の問題点を除き、正特性サーミスタに対し電極を圧接
させることができて正特性サーミスタへの通゛電を良好
比丘うことができ、しかもその状態を長期に亘って維持
できるようしたカートリッジヒータ及びその製法を提供
しようとするものである。

本願発明の構成は次の通りである。

（問題点を解決する為の手段）　本願発明は前記請求の
範囲記載の通りの手段を講じたものであってその作用は
次の通りである。

（作用）　正特性サーミスタに対しその一面及び他面に
圧接している電極を通して通電すると正特性サーミスタ
は発熱する。一方上記通電を断てば正特性サーミスタの
発熱は停止する。この過程においては正特性サーミスタ
の昇温或いは降温により、正特性サーミスタそのもの及
びそれに接触する電極は夫々膨張或いは収縮を行う。し
かもその膨張、収縮の度合は一般に正特性サーミスタと
電極とで相互に異なる。しかしながら筒体と電極との間
に圧縮状態で介在しているスペーサはその弾性反発力に
よって電極を正特性サーミスタに押し付ける。その結果
、上記のように正特性サーミスタ及び電極が膨張、収縮
を繰り返しても、それら正特性サーミスタと電極との間
の圧接状態が保持され、それらの間での通電を良好に行
うことができる。

（実施例）　以下本願の実施例を示す図面について説明
する。第１図乃至第４図において、１は筒体で、銅やス
テンレス等任意の金属材料で中空に形成され、その一端
は開放されていると共に、他端は壁２によって閉ざされ
ている。３は筒体１に固定した取付用のブッシングを示
す０次に４は筒体１内に配設したヒータ要素を示す。こ
れにおいて、５は発熱素子として用いられた周知の正特
性サーミスタである。６．６は正特性サーミスタ５の一
面及び他面に沿わせた電極で、アルミニウム或いはニッ
ケル等の軟質の金属を押し出し成形して形成されている
。尚６ａは正特性サーミスタとの接触面、６ｂはその反
対面を示す。７は電極６の全長に亘ってその内部に挿通
した端子棒で、ニッケル或いは銅等の金属で形成される
。８は端子棒７に溶接接続したリード線を示す。次に１
０は筒体１の内面とヒータ要素４の外面との間に介在さ
せたスペーサで、シリコンゴム、ふっ素ゴム等の耐熱性
及び熱伝導性の良好な弾性材料で形成されている。又そ
の介在状態は上記両者間に圧縮状態で介在させである。

１２はヒータ要素４と壁２との間に介在させたスペーサ
で、例えばシリコンゴムで形成される。１３は筒体ｌの
開口部を塞ぐ為のブッシングで、テフロン等の絶縁材料
で形成されている。

次に第４図に基づき上記ヒータの製造過程を説明する。

先ず（Ａ）に示す如く正特性サーミスタ５と電極６とを
準備する。次に（Ｂ）に示す如く正特性サーミスタ５の
一面及び他面に夫々電極６゜６を沿わせる０次に（Ｃ）
の如くそれらの周囲にスペーサ１０を位置させる。この
スペーサ１０は予め筒状に形成したものをヒータ要素４
の周囲に位置させても良いし、或いは帯状のものをヒー
タ要素４の周囲に巻き付けても良い。次に（Ｄ）に示す
如くそれを筒体１の内部に挿入する。尚スペーサ１０が
筒状に形成しである場合にはそのスペーサ１０を先に筒
体１の内部に挿入し、然る後そのスペーサＩＯの内部に
ヒータ要素４を挿入しても良い。次に上記筒体１に対し
その外部から加圧力を加え、その直径が小さくなるよう
に圧縮する。即ち筒体１を減径させる。これによりスペ
ーサ１０は圧縮状蛯となって、その弾性反発力により電
極６の接触面６ａの全面を正特性サーミスタ５に圧接さ
せる状態となる。又電極６自身も圧縮されてそれと端子
棒７との接触状態が全長に渡り良好なものとなる。向上
記筒体１の圧縮は、第８図に示す如くプレス装置に取付
けた一対の成形型１５．１６を筒体１に対し矢印方向に
押し付けることによって行えば良い。又、異なる方法と
しては、＜Ｃ）の如き状態のものをその外周側から決着
具で挟んでスペーサ１０を圧縮させ、それらをその圧縮
状態のまま細径の筒体１内に挿入し、その後挟着具を除
いて（Ｅ）の如き状態にしても良い。

上記のようにして製造されたヒータＡにあっては、リー
ド線８．８を電源に接続することにより、リード線８、
端子棒７、電極６を通して正特性サーミスタ５に通電が
なされる。その結果正特性サーミスタ５は発熱を行う。

正特性サーミスタ５により発生された熱はスペーサ１０
を通して、或いは電極６とスペーサ１０を通して筒体１
に加わり、筒体が高温化する。

上記のようなヒータＡは第６図に示す如く密閉容器１７
に取付けて、入口１フａ１出口１７ｂを通して矢印で示
す如く流通させられる液体を加熱する為に用いたり、或
いは、第７図に示す如く開放容器１８に保持具１９を用
いて取付けて、開放容器１８内の液体を加熱する為に用
いられる。

次に上記ヒータを空焚きしたときの表面温度の変化を示
せば第５図（Ａ）の通りである。即ち、ヒータの表面温
度は略２００℃程度まで上昇するのみで、時間が経過し
てもそれ以上に温度上昇することはない、尚ここで従来
のヒータの温度変化の様子を参考までに示すと、従来の
ヒータを第７図に示す如き開放容器に取付けて空焚きし
た場合には、そのヒータの表面温度は第５図（Ｂ）に示
す如く上昇し、又第６図に示す如き密閉容器に取付けた
場合には第５図（Ｃ）に示す如く上昇する。

即ち、何れの場合も表面温度は極めて高温となってしま
う、向上記ヒータの諸数値を示せば、ヒータ外径１０ｆ
ｉ、ヒータ長さ６５鶴、発熱部長さ３５鶴、電カフ５Ｗ
、電力密度？Ｗ／−である。

次に第９図は本願の異なる実施例を示すもので金属板を
図示される如きかまぼこ型にプレス成形することによっ
て電極６を形成すると共に、それにリード線８の一端を
溶接接続した例を示すものである。

なお、機能上前図のものと同−又は均等構成と考えられ
る部分には、前図と同一の符号を付して重複する説明を
省略した。（また次回以降のものにおいても同様の考え
で前図と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

） 次に第１０図及び第１１図は電極を断面矩形に形成した
例を示すものである。

次に第１２図は電極６．６の間に複数の正特性サーミス
タ５．５・・・を並ぺて配列させた例を示すものである
。

次に第１３図は正特性サーミスタと電極の配列構造の異
なる例を示すもので、二つの正特性サーミスタ５．５の
間に中間電極２１を介在させると共に、各正特性サーミ
スタ５．５の反対面側に夫々前記の電極６を沿わせた例
を示すものである。

このような構成のものは、単相の電源２２に対し図示さ
れるように接続して使用される。その状態においては、
各正特性サーミスタ５には電極６と中間電極２１とを通
して通電がなされる。

次に第１４図は第１３図の構造を更に発展させた例を示
すものである。このような配列構造のものは各電極を例
えば図示される如く三相の交流電源２３に接続して使用
される。

次に第１５図はスペーサ１０と一体形成の防水チューブ
２５によってリード線８を包むようにした例を示すもの
である。尚スペーサ１０の先端はそれに接着させた蓋体
２６によって水密的に閉ざされている。

このような構成のヒータＡは第１６図に示す如き状態で
容器２７内に投入し、その容器内の液体（例えば水）２
８を加熱する為に用いることができる。

この状態においては、防水チューブ２５によってヒータ
内部への注水による事故の発生が防止される、次に第１
７図は更に異なる実施例を示すもので、先端が閉ざされ
たテフロン製の防水チューブ３０をチタン製の筒体１と
シリコンゴム性のスペーサ１０との間に介在させ、しか
もその防水チューブ３０の基部はリード線８を包むよう
にして、通電部分への液体の浸入を防止するようにした
例を示すものである。このようなヒータは第１６図に示
すと同様の状態でメッキ液等の腐食性溶液の加熱に用い
ることができる。

次に第１８図は第１７図のヒータの一部の構造を異なら
しめた例を示すもので、筒体１として壁２を有するもの
を用いた例を示すものである。

（発明の効果）　以上のように本発明にあっては、正特
性サーミスタ５に通電してそれを発熱させる場合、正特
性サーミスタ５にその両面から圧接する電極６．６を通
して正特性サーミスタ５に通電し、正特性サーミスタ５
ｙｊ発熱特性を利用して発熱を行なわせ°られる特長が
ある。

しかも上記のような発熱を繰り返し行なわせる場合、正
特性サーミスタ５や電極６．６に昇温による膨張と降温
による収縮が反復生じ、しかも膨張や収縮の度合が正特
性サーミスタ５と電極６．６とで相違していても、スペ
ーサ１０による弾□性反発力によって正特性サーミスタ
５とｔｉ６．６との接触圧を常に保持し続けて、それら
の間での上記の如き通電を良好に行なわしめることがで
き、長寿命に利用できる効果がある。

更に本発明の製法にあっては、筒体１内に先に正特性サ
ーミスタ５、電極６及びスペーサ１０を存置させ、その
後筒体１を減径させてスペーサ１０を圧縮させるから、
筒体１内への正特性サーミスタ５、電極６及びスペーサ
１０の挿入をスペーサ１０の未圧縮状態で行なうことが
でき、その作業を容易に行ない得る効果がある。

その上筒体１を減径させる場合、その外周側から加圧力
を加えても筒体１と電極６との間に弾性材料製のスペー
サＩＯが介在しているから、それの弾力性が筒体１の変
形を吸収して正特性サーミスタ５に過大な機械的変形力
が加わることを阻止でき、正特性サーミスタ５の破損を
未然に防止できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示すもので、第１図は縦断面図、
第２図はｎ−ｎ線断面図、第３図は分解斜視図、第４図
は製造工程を略示する図、第５図は発熱特性を示すグラ
フ、第６図及び第７図は使用態様を示す図、第８図は圧
縮変形操作の一例を示す図、第９図は電極の構造の異な
る例を示す斜視図、第１０図は電極の断面形状の異なる
例を示す縦断面図（第２図と類型の図）、第１１図は第
１０図゛の電極の斜視図、第１２図は正特性サーミスタ
の配列状態の異なる例を示す斜視図、第１３図及び第１
４図は正特性サーミスタと電極の配列の異なる例を示す
と共に電極と電源との接続関係を示す図、第１５図は液
中投入型のヒータの一部破断図、第１６図は第１５図の
ヒータの使用状態を示す図、第１７図は液中投入型ヒー
タの異なる例を示す一部破断図、第１８図は第１７図の
ヒータの一部構造の異なる例を示す部分図。 １・・・筒体、５・・・正特性サーミスタ、６・・・Ｉ
ｌＭ、１０・・・スペーサ。 第１図 ■ 第２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空の筒体内には、正特性サーミスタとその正特
   性サーミスタの一面及び他面に夫々個別に接触させた電
   極とを備えさせて、上記夫々の電極を通して上記正特性
   サーミスタに通電することによりそれが発熱するように
   してあるカートリッジヒータにおいて、上記筒体の内面
   と上記夫々の電極における筒体対向面との間には、弾性
   材料で形成されたスペーサを、その弾性反発力によって
   電極を正特性サーミスタに圧接させ得るよう圧縮状態で
   介在させたことを特徴とするカートリッジヒータ。
2. （２）中空の筒体内には、正特性サーミスタとその正特
   性サーミスタの一面及び他面に夫々個別に接触させた電
   極とを備えさせ、しかも上記筒体の内面と上記夫々の電
   極における筒体対向面との間には、弾性材料で形成され
   たスペーサを、その弾性反発力によって電極を正特性サ
   ーミスタに圧接させ得るよう圧縮状態で介在させるカー
   トリッジヒータの製法において、正特性サーミスタの一
   面及び他面に夫々電極を沿わせ、然る後それらとスペー
   サとを筒体内に、筒体内面と電極における上記筒体対向
   面との間に未圧縮状態のスペーサが存在する状態に存置
   させ、然る後上記筒体に対しその外周側から加圧力を加
   えてその筒体を減径させて、上記スペーサをその弾性反
   発力によって電極を正特性サーミスタに圧接させるよう
   に圧縮させることを特徴とするカートリッジヒータの製
   法。