(57)【要約】 【課題】  見かけ上の寸法や材質を変更せずに、炭素質発熱体の電気的抵抗値を高める。【解決手段】  薄板長尺の炭素質発熱体１に、長手方向に沿った片側縁から他側縁の手前まで複数のスリット３，３・・をレーザー加工にて切り込み形成する。それらのスリット３，３・・は相対向して交互に形成し、それら相対向して隣り合うスリット３，３・・同士の間隔は、要求される電気的抵抗値により決定され、各スリット３，３・・の切り込み残された間隔も、前記隣り合うスリット３，３・・同士の間隔と同一とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の薄板状で、長手方向に沿った片側縁から他側縁の手前まで切り込まれたスリットを、相対向して交互に形成した炭素質発熱体。
【請求項２】
請求項１に記載の炭素質発熱体をガラス管内に封入して形成された赤外線ヒータ。
【請求項３】
炭素質発熱体の幅を、封入されるガラス管の内径に一致させた請求項２に記載の赤外線ヒータ。
【請求項４】
炭素質発熱体の両端に、挟持式の接続金具を介してリード線が接続されている請求項３に記載の赤外線ヒータ。
【請求項５】
接続金具に遮熱板が設けられている請求項４に記載の赤外線ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線ヒータで使用される炭素質発熱体の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線ヒータは、長尺の発熱体を不活性ガスが封入された細長いガラス管（石英管）内に封入し、ガラス管の両端より外部に導出させたリード線を介して発熱体に通電可能に形成されている。
前記発熱体の代表的なものとしてはタングステン等のスパイラルフィラメントが知られているが、そのスパイラルフィラメントはフレキシブルな構造が裏目になり、スパイラルのピッチが不均一になって発熱むらが生じやすい。
そこで硬質で全長に亘って均一な炭素質の長尺体を採用することで、全長亘り発熱むらのない赤外線ヒータが商品化されるようになってきた。
ところが、加工が難しく固有抵抗が小さい硬質の炭素質材料は、供給する電力量やサイズの制約から、高い発熱量を得るためには図５に示すように細径に形成するとか、バインダを混入することによって電気的抵抗値を調整するとか、特許文献１に記載のように、複数本の炭素質発熱体を並列接続することによって実用化が図られていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５０１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バインダの混入によって所望の電気的抵抗を確保したものは、材質が変わることによって物理的な特性ばかりでなく機械的な特性も変化して脆くなるなど、耐久性が損なわれる。
複数本の発熱体が並列接続された特許文献１に記載の赤外線ヒータは、各発熱体は両端部のみが支持されているだけであるから、外力の影響を受けやすく、断線しやすいし、複数本の発熱体を１本のガラス管内に組み込んでリード線と電気的に接続させる作業が繁雑である。
又、この発熱体は丸棒形状であるため、リード線とはコイル状の接続部を介して電気的に接続させなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、材質に変更を加えることなく、形状の変更により電気的抵抗値を調整可能とした炭素質発熱体の技術であって、その構成は、長尺の薄板状で、長手方向に沿った片側縁から他側縁の手前まで切り込まれたスリットを、相対向して交互に形成した炭素質発熱体、及びその炭素質発熱体ガラス管内に封入して形成される赤外線ヒータとにある。
【０００６】
前記炭素質発熱体は、その幅を封入されるガラス管の内径に一致させたり、発熱体の両端に、挟持式の接続金具を介してリード線を接続することが望ましく、その接続金具には、遮熱板を設けることができる。
【発明の効果】
【０００７】
形状的に幅や厚さに変化はないが、交互に設けられたスリットによって、切り込み残しされた幅の蛇行した長い通電路が形成されるので、バインダを混合させることなく抵抗値の調整が可能となって、炭素質本来の物理的強度が維持される。
【０００８】
又、幅をガラス管の内径と同一にすることによって、その炭素質発熱体がガラス管内に封入された場合、炭素質発熱体は両側縁をガラス管内壁で支持され、振動の影響を受けにくくなるし、発熱体の両端に、挟持式の接続金具を介してリード線を接続すれば、リード線との接続部分がピンポイントにならず、接続部分に加わるストレスがリード線接続部全体に分散されるし、接続金具に遮熱板を設ければ、熱の影響を受けにくくなって、最良の接続構造が構成される。
そして前記炭素質発熱体を使用した赤外線ヒータは、波長が長く放熱効果に優れるので、少ない消費電力にて高い発熱量が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る炭素質発熱体及び赤外線ヒータを図面に基づいて説明する。
図１は炭素質発熱体の実施例を示したものであり、この炭素質発熱体１は、長尺薄板状に形成されており、両端部にリード線接続部２，２を設定し、それらリード線接続部２，２間には、その全長に亘り、長手方向に沿った片側縁から他側縁の手前まで切り込まれたスリット３，３・・が相対向して交互に形成されている。
隣り合うスリット３，３同士は等間隔にて形成されており、又、それらスリット同士の間隔は、各スリット３，３・・の切り込み残された間隔と同一寸法に統一されている。
【００１０】
図２は、前記リード線接続部２にリード線を接続するために利用される接続部材を示したもので、接続部材は、金属板をヘアピン状に折り返して形成された挟持式の接続金具４と、その接続金具４の挟持板部を密着方向へ圧止させる一対のクリップ５，５とで構成されており、接続金具の解放端部には、その端部を外方へ直角に折り曲げることによって半円形の遮熱板４ａ，４ａが形成され、一方クリップ５の解放側端縁には、その端縁部を外方へ直角折り曲げることによって張り出し翼５ａ，５ａが形成されている。
前記接続部材は、接続金具４で炭素質発熱体１のリード線接続部２を挟み込み、その炭素質発熱体１を挟み込んだ接続金具４を更にクリップ５，５にて止着し、接続金具４にリード線６の先端を溶接する。
そのようにしてリード線７が接続された炭素質発熱体１は、図３に示すように、ガラス管７内に封入し、赤外線ヒータとして製品化される。
ガラス管７内には、不活性ガスが封入され、炭素質発熱体１には、ガラス管７の外に導出されたリード線６を介し、ガラス管４の外部から炭素質発熱体１に対して通電可能になっている。
【００１１】
前記ガラス管７は、封入する炭素質発熱体１の幅と同一寸法の内径を有したのものが選択されていて、それにより炭素質発熱体１は、図４に示すように、ガラス管７の中心を横断し、長側縁がガラス管７の内壁にて支持されるので、振動を受けてもガラス管内で踊ることなく、外力の影響を受けにくい構造になっている。
又、接続金具４に形成されている遮熱板４ａは、ガラス管７内を、スリット３，３・・が形成されている発熱部が位置するエリアと、リード線接続部２が位置するエリアとに区画し、発熱部側エリアから接続部側エリアへの熱の伝達を遮断している。
それにより、外部に導出されたリード線７の酸化による劣化防止を図っている。
更に、クリップ５に形成された張り出し翼５ａが、ガラス管７の内壁に当接するので、リード線接続部２はガラス管７内で安定支持される。
【００１２】
このように本発明の炭素質発熱体１は、図５に示すように、両端に広幅のリード線接続部を備えた細径の炭素質発熱体１’に匹敵する電気的な特性を有し、その炭素質発熱体１’に比べ、見かけ上の幅が広いので強度が高い。
尚、リード線との接続は前記した接続部材を利用することが望ましいが、リード線を炭素質発熱体へ直接溶接したり、前記とは異なる接続部材を利用することができる。
又、遮熱板や張り出し翼は、接続金具やクリップと別体形成したものを使用したり、或いは省略したりできる。
【００１３】
因みに、本発明の炭素質発熱体は、その具体例を挙げると、厚さ０．４ｍｍ、幅７．８ｍｍ、長さ３５０ｍｍサイズで、冷抵抗値が２．５Ωの炭素質発熱体（スリット加工なし）にあっては、２．５ｍｍピッチにてスリットを形成する冷抵抗値は２３Ω（電圧１００Ｖにおける電流値７．５Ａ）となり、１．５ｍｍピッチにてスリットを設けると、冷抵抗値は４６Ω（電圧１００Ｖにおける電流値３．３Ａ）となり、炭素質発熱体は、スリットを形成することによって、実用レベルの範囲内で、抵抗値を５倍から３０倍にアップできることが確認された。
【００１４】
そして、赤外線ヒータとしてガラス管内に封入された場合は、幅をガラス管の内径と等しくすることによって、全長に亘り、両側縁がガラス管の内壁でしっかりと支持され、外力の影響を受けにくくなるし、挟持式の接続金具を介してリード線を接続すれば、リード線接続部の一点にストレスが集中しなくなるし、リード線接続部材に遮熱板や張り出し翼を形成すれば、熱の影響が抑制され、発熱体に対する総合的な支持力が高まって信頼性に富む。
更に、スリットは、レーザー技術の進歩によって、今や高精度にて形成が可能であるので、製造容易で歩留まりもよい。
【００１５】
尚、本発明において、スリット同士の間隔（スリットの切り込み残しされた間隔）は、炭素質発熱体に要求される電気的な抵抗値により設定されるものであって、厚さや幅に応じて適宜変更される。
又、スリットの隙間は、隙間内にて短絡や放電現象が防止されれば、特に限定されるものではない。
長尺なヒータでは、薄板状に限らず中央部分の発熱量が最も高い分布を示すので、例えば中央に近くなるに従ってスリットのピッチを段階的に広くし、実際の発熱量分布を均一化させるなど、幅やピッチを意図的に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る炭素質発熱体の実施例を示した説明図である。
【図２】接続部材を示した説明図である。
【図３】本発明に係る赤外線ヒータの実施例を示す説明図である。
【図４】Ａ−Ａ線切断部端面説明図である。
【図５】比較例を示した説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１，１’・・炭素質発熱体、２，２’・・リード線挿通穴、３・・スリット、４・・接続金具、４ａ・・遮熱板、５・・クリップ、５ａ・・張り出し翼、６・・リード線、７・・ガラス管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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