JPS6322035B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6322035B2 JPS6322035B2 JP56076204A JP7620481A JPS6322035B2 JP S6322035 B2 JPS6322035 B2 JP S6322035B2 JP 56076204 A JP56076204 A JP 56076204A JP 7620481 A JP7620481 A JP 7620481A JP S6322035 B2 JPS6322035 B2 JP S6322035B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- oxide
- sheathed heater
- magnesia powder
- insulation resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Resistance Heating (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明はシーズヒータの製造方法に関し、特に
寿命が長く、かつ長時間使用後の使用状態におけ
る絶縁抵抗値の高いシーズヒータを安定して製造
する方法を提供しようとするものである。 一般に、シーズヒータは図面に示すように、両
端に端子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金属
パイプ３に挿入し、この金属パイプ３に電融マグ
ネシア粉末等の電気絶縁粉末４を充填してなり、
必要に応じて金属パイプ３の両端をガラス５や耐
熱性樹脂６で封口してなるものである。 このシーズヒータは、加熱部品として、その非
常に優れた性能、品質、簡便さなどから飛躍的に
多用されてきており、家庭電化製品を初め、各種
工業用や宇宙開発、原子力などの特殊用途に至る
まで、その市場範囲は拡大してきている。その中
でも高温用シーズヒータの用途は今後さらに伸び
ていくものと思われる。 ところが、世界的視野でシーズヒータの性能お
よび品質の現状をみると、使用状態における絶縁
抵抗値（以下、熱時絶縁抵抗値と称す）が時間の
経過につれて低下してしまうという欠点と、電熱
線が断線するまでの時間が短かいという欠点があ
つた。 本発明者らは電気絶縁粉末４に着目し、各種検
討した結果、電気絶縁粉末４として金属酸化物粉
末を添加し、電熱線２の成分元素の蒸発現象を抑
えることにより、所期の目的である長時間使用後
の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ寿命の長いシーズ
ヒータが得られるという結論を得ている。 一方、電気絶縁粉末４に添加する金属酸化物粉
末には均一な分散性を有すること、偏析の生じな
いこと、固有抵抗値の高いことなど多くの条件が
要求される。 しかし、市販の金属酸化物粉末を使用すると、
水散性の悪いものがあつたり、均一に分散しても
充填等の後工程において金属酸化物粉末の偏析が
生じたりするなどの欠点があつた。 このような現象はシーズヒータの特性、特に熱
時絶縁抵抗値の低下や耐電圧の低下の原因とな
り、シーズヒータの不良率を高め、好ましくな
い。 このような理由により、市販の金属酸化物粉末
を添加しただけでは、長時間使用後の熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ寿命の長いシーズヒータを安定
して製造することは困難であつた。 本発明は上記金属酸化物粉末を添加した電気絶
縁粉末を用いるシーズヒータの製造方法において
生じる製造上の欠点を解消し、所期の目的を達成
するシーズヒータの製造方法を提供しようとする
ものである。 本発明の特徴は、マグネシア粉末に特定の金属
酸化物粉末を混合し、これを電融して金属酸化物
粉末がマグネシア粉末に固溶した電融マグネシア
粉末を生成し、この電融マグネシア粉末を900℃
〜1300℃の温度で熱処理したものを電気絶縁粉末
として用いることにある。 このように、金属酸化物粉末とマグネシア粉末
を同時に電融させると、金属酸化物粉末は、マグ
ネシア粉末中に固溶し、マグネシア粉末に金属酸
化物粉末を添加した時に生じる分散性や偏析の問
題は生じなくなるが、添加した金属酸化物粉末と
しての効果が、失なわれ、熱時絶縁抵抗値および
寿命の低下を抑えることができない。 しかし、電融させたのち、この電融マグネシア
粉末を900〜1300℃の温度で再熱処理すると、固
溶している金属酸化物が電融マグネシア粉末の表
面に金属酸化物として析出する。 この結果、本発明では、金属酸化物としての作
用が得られ、従来の方法で添加した場合と同様
に、長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ
寿命の長いシーズヒータを得ることができる。 また、金属酸化物が電融マグネシア粉末の表面
に析出して存在するために分散や偏析の問題は生
じず安定してシーズヒータを製造することができ
る。 以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例） マグネシア粉末に、市販の酸化ニツケル粉末を
３重量％加えて、混合した。この混合粉末を電融
させ、電融マグネシア粉末を生成した。こののち
電融マグネシア粉末を420ミクロン以下に粉砕し、
第２表に示す温度で熱処理し、これを電気絶縁粉
末４として、それぞれ準備した。 なお、マグネシア粉末は第１表の組成比のもの
を用いた。 第１表 MgO 96〜97重量％ CaO 0.2〜0.3重量％ SiO2 ２〜３重量％ Al2O3 0.4〜0.5重量％ Fe2O3 0.14〜0.16重量％ また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を低融点ガラス５
および耐熱性樹脂６で封口してシーズヒータを完
成した。 なお、比較のために、従来例として、電融マグ
ネシア粉末のみを電気絶縁粉末４として使用した
場合、さらに、比較例として市販の酸化ニツケル
粉末を１重量％添加した電融マグネシア粉末を無
処理で使用した場合についても同様にシーズヒー
タを完成した。 完成したそれぞれのシーズヒータの完成初期の
室温での絶縁抵抗値及びパイプ表面温度750℃で
の絶縁抵抗値室温での耐電圧を測定し、熱時絶縁
抵抗値が1MΩ以下、また耐電圧が1000V以下と
なるものを不良品として検出し、各グループにお
ける不良率を求めた。この結果を第２表に示す。 なお、第２表において、試料１は従来例を、試
料２は比較例を示す。 また、各試料について、以下に示すシーズヒー
タの寿命試験及び熱時絶縁抵抗値試験をそれぞれ
実施した。 〔寿命試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、電熱線２が断線するまでの日数を調べた。 〔熱時絶縁抵抗値試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、熱時絶縁抵抗値の変化を調べた。なお、熱時
絶縁抵抗値を測定する時は金属パイプ３の表面温
度を750℃に低下させて測定した。 上記寿命試験の結果ならびに熱時絶縁抵抗値試
験における11日後の熱時絶縁抵抗値の結果を第２
表に示す。
寿命が長く、かつ長時間使用後の使用状態におけ
る絶縁抵抗値の高いシーズヒータを安定して製造
する方法を提供しようとするものである。 一般に、シーズヒータは図面に示すように、両
端に端子棒１を備えたコイル状の電熱線２を金属
パイプ３に挿入し、この金属パイプ３に電融マグ
ネシア粉末等の電気絶縁粉末４を充填してなり、
必要に応じて金属パイプ３の両端をガラス５や耐
熱性樹脂６で封口してなるものである。 このシーズヒータは、加熱部品として、その非
常に優れた性能、品質、簡便さなどから飛躍的に
多用されてきており、家庭電化製品を初め、各種
工業用や宇宙開発、原子力などの特殊用途に至る
まで、その市場範囲は拡大してきている。その中
でも高温用シーズヒータの用途は今後さらに伸び
ていくものと思われる。 ところが、世界的視野でシーズヒータの性能お
よび品質の現状をみると、使用状態における絶縁
抵抗値（以下、熱時絶縁抵抗値と称す）が時間の
経過につれて低下してしまうという欠点と、電熱
線が断線するまでの時間が短かいという欠点があ
つた。 本発明者らは電気絶縁粉末４に着目し、各種検
討した結果、電気絶縁粉末４として金属酸化物粉
末を添加し、電熱線２の成分元素の蒸発現象を抑
えることにより、所期の目的である長時間使用後
の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ寿命の長いシーズ
ヒータが得られるという結論を得ている。 一方、電気絶縁粉末４に添加する金属酸化物粉
末には均一な分散性を有すること、偏析の生じな
いこと、固有抵抗値の高いことなど多くの条件が
要求される。 しかし、市販の金属酸化物粉末を使用すると、
水散性の悪いものがあつたり、均一に分散しても
充填等の後工程において金属酸化物粉末の偏析が
生じたりするなどの欠点があつた。 このような現象はシーズヒータの特性、特に熱
時絶縁抵抗値の低下や耐電圧の低下の原因とな
り、シーズヒータの不良率を高め、好ましくな
い。 このような理由により、市販の金属酸化物粉末
を添加しただけでは、長時間使用後の熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ寿命の長いシーズヒータを安定
して製造することは困難であつた。 本発明は上記金属酸化物粉末を添加した電気絶
縁粉末を用いるシーズヒータの製造方法において
生じる製造上の欠点を解消し、所期の目的を達成
するシーズヒータの製造方法を提供しようとする
ものである。 本発明の特徴は、マグネシア粉末に特定の金属
酸化物粉末を混合し、これを電融して金属酸化物
粉末がマグネシア粉末に固溶した電融マグネシア
粉末を生成し、この電融マグネシア粉末を900℃
〜1300℃の温度で熱処理したものを電気絶縁粉末
として用いることにある。 このように、金属酸化物粉末とマグネシア粉末
を同時に電融させると、金属酸化物粉末は、マグ
ネシア粉末中に固溶し、マグネシア粉末に金属酸
化物粉末を添加した時に生じる分散性や偏析の問
題は生じなくなるが、添加した金属酸化物粉末と
しての効果が、失なわれ、熱時絶縁抵抗値および
寿命の低下を抑えることができない。 しかし、電融させたのち、この電融マグネシア
粉末を900〜1300℃の温度で再熱処理すると、固
溶している金属酸化物が電融マグネシア粉末の表
面に金属酸化物として析出する。 この結果、本発明では、金属酸化物としての作
用が得られ、従来の方法で添加した場合と同様
に、長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が高く、かつ
寿命の長いシーズヒータを得ることができる。 また、金属酸化物が電融マグネシア粉末の表面
に析出して存在するために分散や偏析の問題は生
じず安定してシーズヒータを製造することができ
る。 以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例） マグネシア粉末に、市販の酸化ニツケル粉末を
３重量％加えて、混合した。この混合粉末を電融
させ、電融マグネシア粉末を生成した。こののち
電融マグネシア粉末を420ミクロン以下に粉砕し、
第２表に示す温度で熱処理し、これを電気絶縁粉
末４として、それぞれ準備した。 なお、マグネシア粉末は第１表の組成比のもの
を用いた。 第１表 MgO 96〜97重量％ CaO 0.2〜0.3重量％ SiO2 ２〜３重量％ Al2O3 0.4〜0.5重量％ Fe2O3 0.14〜0.16重量％ また、電熱線２として線径0.29mmのニクロム線
第１種を用い、これを巻径２mmのコイル状とし、
両端に端子棒１を接続した。 さらに、金属パイプ３として長さ413mm、外径
８mm、肉厚0.46mmのNCF2P（商品名インコロイ
800）を用いた。 この金属パイプ３に上記端子棒１を両端に接続
した電熱線２を挿入し、この金属パイプ３にあら
かじめ準備しておいた上記電気絶縁粉末４を充填
し、圧延減径、焼鈍（1050℃、10分間）の各工程
を経て、金属パイプ３を長さ500mm、外径6.6mmと
し、さらに金属パイプ３の両端を低融点ガラス５
および耐熱性樹脂６で封口してシーズヒータを完
成した。 なお、比較のために、従来例として、電融マグ
ネシア粉末のみを電気絶縁粉末４として使用した
場合、さらに、比較例として市販の酸化ニツケル
粉末を１重量％添加した電融マグネシア粉末を無
処理で使用した場合についても同様にシーズヒー
タを完成した。 完成したそれぞれのシーズヒータの完成初期の
室温での絶縁抵抗値及びパイプ表面温度750℃で
の絶縁抵抗値室温での耐電圧を測定し、熱時絶縁
抵抗値が1MΩ以下、また耐電圧が1000V以下と
なるものを不良品として検出し、各グループにお
ける不良率を求めた。この結果を第２表に示す。 なお、第２表において、試料１は従来例を、試
料２は比較例を示す。 また、各試料について、以下に示すシーズヒー
タの寿命試験及び熱時絶縁抵抗値試験をそれぞれ
実施した。 〔寿命試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、電熱線２が断線するまでの日数を調べた。 〔熱時絶縁抵抗値試験〕 各シーズヒータについて、金属パイプ３の表面
温度が950℃に維持されるように電熱線２に通電
し、熱時絶縁抵抗値の変化を調べた。なお、熱時
絶縁抵抗値を測定する時は金属パイプ３の表面温
度を750℃に低下させて測定した。 上記寿命試験の結果ならびに熱時絶縁抵抗値試
験における11日後の熱時絶縁抵抗値の結果を第２
表に示す。
【表】
第２表から明らかなように、市販の酸化ニツケ
ル粉末を添加したのち無処理の電気絶縁粉末を使
用した試料２では、不良率が、電融マグネシア粉
末のみを使用した試料１と比較して、著しく高く
なつているが、電融させた試料３〜９において
は、分散及び偏析の原因による不良率が著しく抑
えられ、試料１と同レベルの低い値を示した。 さらに、本発明の範囲内にある試料６〜９で
は、従来の電融マグネシア粉末のみを使用した試
料１と比較して、寿命は約10倍となり、また11日
後の熱時絶縁抵抗値においても、高い値を示し
た。 一方、本発明の範囲外にある試料３〜５では、
熱時絶縁抵抗値および寿命において、著しい効果
は見られなかつた。 このように、マグネシア粉末に酸化ニツケル粉
末を混合したものを電融させ、この電融マグネシ
ア粉末を900℃〜1300℃の温度で熱処理し、電融
マグネシア粉末の表面上に酸化ニツケルを析出さ
せた電気絶縁粉末を用いてシーズヒータを構成す
ると、長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が高く、か
つ寿命の長いシーズヒータを安定して得られる。 なお、上記実施例において、酸化ニツケル粉末
を用いたが、酸化コバルト、酸化タングステン、
酸化銅、酸化ガリウム、酸化錫の各粉末を用いて
も同様の傾向を示した。 以上の説明から明らかなように、本発明の製造
方法によれば、長時間使用後における熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ寿命の長いシーズヒータを安定
して提供することができる。
ル粉末を添加したのち無処理の電気絶縁粉末を使
用した試料２では、不良率が、電融マグネシア粉
末のみを使用した試料１と比較して、著しく高く
なつているが、電融させた試料３〜９において
は、分散及び偏析の原因による不良率が著しく抑
えられ、試料１と同レベルの低い値を示した。 さらに、本発明の範囲内にある試料６〜９で
は、従来の電融マグネシア粉末のみを使用した試
料１と比較して、寿命は約10倍となり、また11日
後の熱時絶縁抵抗値においても、高い値を示し
た。 一方、本発明の範囲外にある試料３〜５では、
熱時絶縁抵抗値および寿命において、著しい効果
は見られなかつた。 このように、マグネシア粉末に酸化ニツケル粉
末を混合したものを電融させ、この電融マグネシ
ア粉末を900℃〜1300℃の温度で熱処理し、電融
マグネシア粉末の表面上に酸化ニツケルを析出さ
せた電気絶縁粉末を用いてシーズヒータを構成す
ると、長時間使用後の熱時絶縁抵抗値が高く、か
つ寿命の長いシーズヒータを安定して得られる。 なお、上記実施例において、酸化ニツケル粉末
を用いたが、酸化コバルト、酸化タングステン、
酸化銅、酸化ガリウム、酸化錫の各粉末を用いて
も同様の傾向を示した。 以上の説明から明らかなように、本発明の製造
方法によれば、長時間使用後における熱時絶縁抵
抗値が高く、かつ寿命の長いシーズヒータを安定
して提供することができる。
図は一般的なシーズヒータの断面図である。
２……電熱線、３……金属パイプ、４……電気
絶縁粉末。
絶縁粉末。
Claims (1)
- １ 金属パイプに電熱線を挿入するとともに、電
気絶縁粉末を充填してなるシーズヒータの製造方
法において、酸化ニツケル、酸化コバルト、酸化
タングステン、酸化銅、酸化ガリウム、酸化錫の
群から選ばれる少くとも一種の酸化物をマグネシ
ア粉末に混合し、これを電融して前記酸化物が前
記マグネシア粉末に固溶した電融マグネシア粉末
を生成し、この電融マグネシア粉末を900℃〜
1300℃の温度で熱処理したものを前記電気絶縁粉
末として用いることを特徴とするシーズヒータの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076204A JPS57191976A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076204A JPS57191976A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57191976A JPS57191976A (en) | 1982-11-25 |
| JPS6322035B2 true JPS6322035B2 (ja) | 1988-05-10 |
Family
ID=13598622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56076204A Granted JPS57191976A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Method of producing sheathed heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57191976A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5749189A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-20 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Sheathed heater and method of producing same |
-
1981
- 1981-05-19 JP JP56076204A patent/JPS57191976A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57191976A (en) | 1982-11-25 |
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